Een spanningsbegrenzercircuit op een breadboard assembleren. Ontwikkelingsbord

16.06.2019

Degene die de holivar heeft voortgebracht in de reacties. Veel Arduino-aanhangers willen volgens hen gewoon zoiets als knipperende LED's in elkaar zetten om hun vrije tijd te diversifiëren en te spelen. Tegelijkertijd willen ze zich niet druk maken over etsplaten en solderen. Als een van de alternatieven noemde mijn vriend de ontwerper "Connoisseur", maar de mogelijkheden ervan worden beperkt door de set onderdelen die in de set zit, en de ontwerper is nog steeds voor kinderen. Ik wil nog een alternatief aanbieden: het zogenaamde Breadboard, een breadboard voor montage zonder solderen.
Let op, er zijn veel foto's.

Wat is het en waarmee wordt het gegeten?

Het belangrijkste doel van een dergelijk bord is het ontwerpen en debuggen van prototypes verschillende apparaten. Bestaat uit dit apparaat van contactgaten met een steek van 2,54 mm (0,1 inch), het is met deze steek (of een veelvoud daarvan) dat de pinnen zich op de meeste moderne radiocomponenten bevinden (SMD telt niet mee). Broodplanken zijn er in verschillende maten, maar bestaan in de meeste gevallen uit de volgende identieke blokken:

Het elektrische aansluitschema van de stopcontacten is weergegeven in de rechterfiguur: vijf gaten aan elke kant, in elk van de rijen (in dit geval 30), zijn elektrisch met elkaar verbonden. Links en rechts bevinden zich twee stroomleidingen: hier zijn alle gaten in de kolom met elkaar verbonden. De sleuf in het midden is ontworpen voor installatie en gemakkelijke verwijdering van chips in DIP-pakketten. Om het circuit samen te stellen, worden radiocomponenten en jumpers in de gaten gestoken, aangezien ik het bord zonder fabrieksjumpers heb ontvangen - ik heb ze van metaal gemaakt paperclips, en kleine (voor het verbinden van aangrenzende nesten) van nietmachines.
Het lijkt misschien dat hoe groter het bord, hoe groter de functionaliteit ervan, maar dit is niet helemaal waar. Er is een zeer kleine kans dat iemand (vooral een beginner) een apparaat in elkaar zet dat alle segmenten van het bord zal bezetten, hier zijn meerdere apparaten tegelijk - ja. Hier heb ik bijvoorbeeld een elektronische ontsteking op een microcontroller, een op transistor gebaseerde multivibrator en een frequentiegenerator voor een LC-meter gemonteerd:

Dus wat kun je eraan doen?

Om de titel van het artikel te rechtvaardigen, zal ik verschillende apparaten presenteren. Een beschrijving van wat er moet worden ingevoegd en waar het in de afbeeldingen komt.

Benodigde onderdelen

Om een van de hieronder beschreven circuits samen te stellen, hebt u het breadboard-type breadboard zelf en een set jumpers nodig. Bovendien is het raadzaam om over een geschikte stroombron te beschikken, in het eenvoudigste geval: een batterij(en); voor het gemak van het aansluiten ervan (deze) wordt aanbevolen een speciale container te gebruiken. Je kunt ook een voeding gebruiken, maar in dit geval moet je voorzichtig zijn en proberen niets te verbranden, aangezien een voeding veel meer kost dan batterijen. De overige details worden gegeven in de beschrijving van het circuit zelf.

LED-aansluiting

Een van de eenvoudigste ontwerpen. De schematische diagrammen laten dit zien:

De onderdelen die je nodig hebt zijn: een energiezuinige LED, een eventuele weerstand van 300 Ohm-1 kOhm en een voeding van 4,5-5 V. In mijn geval is de weerstand een krachtige Sovjet-weerstand (de eerste die bij de hand kwam) bij 430 Ohm (zoals blijkt uit de inscriptie K43 op de weerstand zelf), en als stroombron - 3 AA-batterijen in een container: totaal 1,5V * 3 = 4, 5V.
Op het bord ziet het er zo uit:

De batterijen zijn aangesloten op de rode (+) en zwarte (-) aansluitingen, van waaruit jumpers naar de stroomleidingen lopen. Vervolgens wordt een weerstand van de negatieve lijn aangesloten op aansluitingen nr. 18, aan de andere kant wordt een LED met de kathode (korte poot) op dezelfde aansluitingen aangesloten. De LED-anode is verbonden met de positieve lijn. Ik zal niet ingaan op het werkingsprincipe van het circuit en de wet van Ohm uitleggen - als je gewoon wat wilt spelen, dan is dit niet nodig, maar als je nog steeds geïnteresseerd bent, dan kan dat.

Lineaire spanningsstabilisator

Dit kan een nogal abrupte overgang zijn - van LED's naar microschakelingen, maar qua implementatie zie ik geen problemen.
Er is dus zo'n microschakeling LM7805 (of eenvoudigweg 7805), elke spanning van 7,5V tot 25V wordt aan de ingang geleverd en de uitgang is 5V. Er zijn anderen, bijvoorbeeld microschakeling 7812 - 12V. Hier is haar aansluitschema:

Condensatoren worden gebruikt om de spanning te stabiliseren en kunnen desgewenst worden weggelaten. Zo ziet het er in het echt uit:

En van dichtbij:

De nummering van de microcircuitpennen loopt van links naar rechts, gezien vanaf de markeerzijde. Op de foto valt de nummering van de microcircuitpinnen samen met de nummering van de bradboard-connectoren. De rode klem (+) is verbonden met de eerste poot van de microschakeling - ingang. De zwarte klem (-) is rechtstreeks verbonden met de negatieve voedingslijn. Het middelste been van de microschakeling (Common, GND) is ook verbonden met de negatieve lijn, en het derde been (Output) met de positieve lijn. Als u nu 12V op de klemmen aansluit, moet er 5V op de stroomleidingen staan. Als u geen 12V-stroombron heeft, kunt u een 9V Krona-batterij nemen en deze aansluiten via de speciale connector die op de bovenstaande foto wordt weergegeven. Ik heb een 12V-voeding gebruikt:

Ongeacht de waarde van de ingangsspanning, als deze binnen de bovenstaande limieten ligt, zal de uitgangsspanning 5V zijn:

Laten we tot slot condensatoren toevoegen zodat alles in overeenstemming is met de regels:

Pulsgenerator op basis van logische elementen

En nu een voorbeeld van het gebruik van een andere microschakeling, en niet in de meest standaardtoepassing. Er wordt gebruik gemaakt van de 74HC00- of 74HCT00-microschakeling; afhankelijk van de fabrikant kunnen er verschillende letters voor en achter de naam staan. Huishoudelijk analoog - K155LA3. Binnen deze microschakeling bevinden zich 4 logische elementen "NAND" (Engels "NAND"), elk van de elementen heeft twee ingangen, door ze samen te sluiten krijgen we het "NOT" -element. Maar in dit geval worden de logische elementen in de “analoge modus” gebruikt. Het generatorcircuit ziet er als volgt uit:

Elementen DA1.1 en DA1.2 genereren een signaal, en DA1.3 en DA1.4 vormen duidelijke rechthoeken. De frequentie van de generator wordt bepaald door de waarden van de condensator en de weerstand en wordt berekend met de formule: f=1/(2RC). We sluiten elke luidspreker aan op de uitgang van de generator. Als we een weerstand van 5,6 kOhm en een condensator van 33 nF nemen, krijgen we ongeveer 2,7 kHz - een soort piepend geluid. Dit is hoe het eruit ziet:

De stroomleidingen bovenaan op de foto zijn aangesloten op 5V van de eerder gemonteerde spanningsstabilisator. Voor het gemak van de montage zal ik een mondelinge beschrijving van de aansluitingen geven. Linkerhelft van het segment (onderaan op de foto):
De condensator is geïnstalleerd in slots nr. 1 en nr. 6;
Weerstand - nr. 1 en nr. 5;

Nr. 1 en nr. 2;
Nr. 3 en nr. 4;
Nr. 4 en nr. 5;

Nr. 2 en nr. 3;
Nr. 3 en nr. 7;
Nr. 5 en nr. 6;
Nr. 1 en “plus” van voeding;
Nr. 4 en “plus”-dynamiek;
Daarnaast:

De microschakeling is geïnstalleerd zoals op de foto: het eerste been in de eerste connector van de linkerhelft. Het eerste deel van de microschakeling kan worden geïdentificeerd door de zogenaamde sleutel: een cirkel (zoals op de foto) of een halfronde uitsparing aan het einde. De overige benen van de IC in DIP-pakketten zijn tegen de klok in genummerd.
Als alles correct is gemonteerd, moet de luidspreker piepen als de stroom wordt ingeschakeld. Door de waarden van de weerstand en condensator te veranderen, kun je veranderingen in frequentie volgen, maar als de weerstand erg hoog is en/of de capaciteit te klein is, werkt de schakeling niet.
Nu veranderen we de waarde van de weerstand in 180 kOhm en de condensator in 1 μF - we krijgen een klikkend tikkend geluid. Laten we de luidspreker vervangen door een LED door de anode (lange poot) aan te sluiten op de 4e connector van het rechter tapijt, en de kathode via een weerstand van 300 Ohm-1 kOhm op de negatieve voeding, we krijgen een knipperende LED die er zo uitziet :

Laten we nu nog een soortgelijke generator toevoegen, zodat we het volgende circuit krijgen:

De generator op DA1 genereert een laagfrequent signaal van ~3Hz, DA2.1 - DA2.3 - een hoogfrequent signaal van ~2,7 kHz, DA2.4 is een modulator die ze mengt. Zo zou het ontwerp eruit moeten zien:

Beschrijving aansluitingen:
Linkerhelft van het segment (onderaan op de foto):
Condensator C1 is geïnstalleerd in slots nr. 1 en nr. 6;
Condensator C2 - nr. 11 en nr. 16;
Weerstand R1 - nr. 1 en nr. 5;
Weerstand R2 - nr. 11 en nr. 15;
Tussen de volgende aansluitingen worden jumpers geïnstalleerd:
Nr. 1 en nr. 2;
Nr. 3 en nr. 4;
Nr. 4 en nr. 5;
nr. 11 en nr. 12;
nr. 13 en nr. 14;
nr. 14 en nr. 15;
Nr. 7 en de negatieve voedingslijn.
Nr. 17 en de negatieve voedingslijn.
Rechterhelft van het segment (bovenste op de foto):
Er zijn jumpers geïnstalleerd tussen de volgende aansluitingen:
Nr. 2 en nr. 3;
Nr. 3 en nr. 7;
Nr. 5 en nr. 6;
nr. 4 en nr. 15;
nr. 12 en nr. 13;
nr. 12(13) en nr. 17;
Nr. 1 en “plus” van voeding;
Nr. 11 en “plus” voeding;
Nr. 14 en “plus”-dynamiek;
Daarnaast:
jumpers tussen connectoren nr. 6 van de linker- en rechterhelft;
jumpers tussen connectoren nr. 16 van de linker- en rechterhelft;
- tussen de linker en rechter “min”-lijnen;
- tussen de macht minus en de “-” dynamiek;
De DA1-chip wordt op dezelfde manier geïnstalleerd als in het vorige geval: het eerste been in de eerste connector van de linkerhelft. De tweede microschakeling wordt met de eerste poot in connector nr. 11 geplaatst.
Als alles correct is gedaan, begint de luidspreker bij het inschakelen van de stroom elke seconde drie pieken uit te zenden. Als je een LED op dezelfde connectoren aansluit (parallel), waarbij je de polariteit in acht neemt, krijg je een apparaat dat klinkt als coole elektronische gadgets uit even coole actiefilms:

Transistor-multivibrator

Deze schakeling is eerder een eerbetoon aan de traditie, aangezien vroeger vrijwel iedere beginnende radioamateur een soortgelijk exemplaar in elkaar zette.

Om zoiets in elkaar te zetten, heb je 2 BC547-transistors, 2 weerstanden van 1,2 kOhm, 2 weerstanden van 310 Ohm, 2 elektrolytische condensatoren van 22 μF en twee LED's nodig. Capaciteiten en weerstanden hoeven niet exact in acht te worden genomen, maar het is wenselijk dat de schakeling twee identieke waarden heeft.
Op het bord ziet het apparaat er als volgt uit:

De pin-out van de transistor is als volgt:

B(B)-basis, C(K)-collector, E(E)-emitter.
Voor condensatoren is de negatieve uitgang op de behuizing gemarkeerd (in Sovjet-condensatoren was dit ondertekend met "+").
Beschrijving van aansluitingen
Het gehele circuit is op één (linker)helft van het segment gemonteerd.
Weerstand R1 - nr. 11 en "+";
weerstand R2 - nr. 19 en "+";
weerstand R3 - nr. 9 en nr. 3;
weerstand R4 - nr. 21 en nr. 25;
transistor T2 - emitter - nr. 7, basis - nr. 8, collector - nr. 9;
transistor T1 - emitter - nr. 23, basis - nr. 22, collector - nr. 21;
condensator C1 - min - nr. 11, plus - nr. 9;
condensator C2 - min - nr. 19, plus - nr. 21;
LED LED1 - kathode-nr. 3, anode-"+";
LED LED1 - kathode-nr. 25, anode-"+";
truien:
№8 - №19;
№11 - №22;
№7 - "-";
№23 - "-";
Wanneer u een spanning van 4,5-12V op de voedingslijn aanbrengt, zou u zoiets als dit moeten krijgen:

Tot slot

Allereerst is het artikel bedoeld voor degenen die willen "spelen", dus ik heb geen beschrijvingen gegeven van de werkingsprincipes van de circuits, fysische wetten, enz. Als iemand de vraag stelt "waarom knippert het?" - op internet kun je enorm veel uitleg vinden met animaties en andere schoonheden. Sommigen zullen misschien zeggen dat een bradboard niet geschikt is voor het maken van complexe diagrammen, maar hoe zit het met dit:

en er zijn nog verschrikkelijker ontwerpen. Wat betreft mogelijk slecht contact: bij gebruik van onderdelen met normale benen is de kans op slecht contact erg klein; dit is mij maar een paar keer overkomen. Over het algemeen zijn soortgelijke borden hier al meerdere keren opgedoken, maar dan als onderdeel van een op Arduino gebouwd apparaat. Eerlijk gezegd begrijp ik dit soort constructies niet:

Waarom heb je überhaupt een Arduino nodig, als je een programmeur kunt nemen, deze kunt flashen met een controller in een DIP-pakket en deze op het bord kunt installeren, waardoor je een goedkoper, compacter en draagbaarder apparaat krijgt.
Ja, het is onmogelijk om sommige analoge circuits die gevoelig zijn voor weerstand en geleidertopologie op een breadboard te assembleren, maar ze komen niet vaak voor, vooral niet onder beginners. Maar voor digitale circuits zijn er vrijwel geen beperkingen.

Voor een betrouwbare montage van apparaten, individueel printplaten. Als je ze zelf doet, kost het veel tijd en moet je sleutelen aan chemicaliën en een soldeerbout. Individuele platen met industriële installatie op bestelling zijn bij kleine hoeveelheden extreem duur.

Voor het snel monteren van elektrische circuits, zonder solderen en zonder problemen, is er ontwikkelingsbord. Het wordt ook wel een breadboard, breadboard of broodplank'om.

Werkingsprincipe

Onder de laag plastic zitten koperen plaatrails verborgen, ingedeeld volgens een eenvoudig principe:

Gebruiksvoorbeeld

Hetzelfde circuit op een breadboard kan op vele manieren worden gemonteerd. Laten we een voorbeeld bekijken van een van de configuraties voor het volgende schema:

Op het breadboard kan de fysieke belichaming ervan op deze manier worden gedaan:

Waar u op moet letten:

De kleuren van de draden doen er natuurlijk niet toe. Het is echter een goede gewoonte om rode draden te gebruiken voor de voedingslijn en zwarte of blauwe draden voor de aardleiding.

De voeding hebben we aangesloten op de lange zijhekken. Hierdoor kunt u niet een groot aantal draden vanuit verschillende delen van het circuit naar hem toe trekken, en wordt de taak van het vervangen of verplaatsen ervan aanzienlijk vereenvoudigd

De positie van het hele circuit op het breadboard is niet zo belangrijk. Belangrijk wederzijdse positie componenten ten opzichte van elkaar

Om zelfgemaakte elektronische apparaten op te stellen en te testen, gebruiken radioamateurs zogenaamde breadboards. Door het gebruik van een breadboard kunt u de schakeling controleren, afstellen en testen nog voordat het apparaat op een afgewerkte printplaat is gemonteerd.

Hiermee kunt u ontwerpfouten voorkomen, snel wijzigingen aanbrengen in het ontwikkelde circuit en onmiddellijk het resultaat controleren. Het is duidelijk dat een breadboard zeker veel tijd bespaart en erg handig is in een hamradiowerkplaats.

De vooruitgang en ontwikkeling van de elektronica hadden ook invloed op breadboards. Tegenwoordig kun je zonder problemen een soldeerloze breadboard aanschaffen. Wat zijn de voordelen van zo’n soldeerloze breadboard? Het belangrijkste voordeel van een soldeerloze printplaat is de afwezigheid van het soldeerproces bij het prototypen van de schakeling. Deze omstandigheid vermindert het proces van prototyping en foutopsporing van apparaten aanzienlijk. U kunt in slechts een paar minuten een circuit op een soldeerloze printplaat monteren!

Hoe werkt een soldeerloze breadboard?

Een soldeerloze breadboard bestaat uit een plastic basis met daarin een set geleidende contactconnectoren. Er zijn veel van deze contactconnectoren. Afhankelijk van het ontwerp van het breadboard worden de contactconnectoren gecombineerd in rijen, bijvoorbeeld van elk 5 stuks. Het resultaat is een vijf-pins connector. Met elk van de connectoren kunt u kabels van elektronische componenten of stroomvoerende geleiders aansluiten met een diameter van in de regel niet meer dan 0,7 mm.

Maar zoals ze zeggen: het is beter om één keer te zien dan honderd keer te horen. Zo ziet een soldeerloze breadboard eruit EIC-402 voor soldeerloze montage op 840 punten. Dit ontwikkelbord bevat dus 840 pin headers!

De basis van het broodplankje is van ABS-kunststof. De contactconnectoren zijn gemaakt van fosforbrons en vernikkeld. Hierdoor zijn de contactconnectoren (punten) ontworpen voor 50.000 aan-/uitschakelcycli. Met contactconnectoren kunt u kabels van radiocomponenten en aders met een diameter van 0,4 tot 0,7 mm aansluiten.

En zo ziet een ontwikkelbord voor microcontrollers uit de Pic-serie eruit, gemonteerd op een soldeerloos breadboard.

Zoals u kunt zien, kunt u met een soldeerloze breadboard weerstanden, condensatoren, microschakelingen, LED's en indicatoren installeren. Ongelooflijk eenvoudig en handig.

Een soldeerloos breadboard maakt het leren van elektronica een fluitje van een cent. spannend proces. Schakelschema's worden zonder extra moeite op een breadboard gemonteerd. Alles is zo eenvoudig alsof je met een LEGO-constructeur speelt.

Afhankelijk van de “steilheid” van een soldeerloze breadboard, kan deze worden uitgerust met een set verbindingsgeleiders (brugdraden), extra connectoren, enz. Ondanks alle “broodjes” is de belangrijkste indicator voor de kwaliteit van een soldeerloze breadboard nog steeds de kwaliteit van de contactconnectoren en hun kwantiteit. Alles is hier duidelijk, hoe meer contactpunten (connectoren), hoe complexer de schakeling op zo'n bord kan worden gemonteerd. Ook de kwaliteit van de connectoren is belangrijk, omdat bij veelvuldig gebruik de connectoren hun elastische eigenschappen kunnen verliezen, wat in de toekomst tot een slechte contactkwaliteit zal leiden.

Omdat u met de breadboard-connectoren geleiders kunt aansluiten met een diameter van niet meer dan 0,4-0,7 mm, kunnen pogingen om dikke pinnen van onderdelen te "duwen" alleen maar leiden tot schade aan het contact. In dit geval zijn er voldoende aansluitingen voor radio-elementen grote diameter Net als bij krachtige diodes is het bijvoorbeeld beter om een draad met een kleinere diameter te solderen of te wikkelen en pas daarna het element op de breadboard aan te sluiten.

Als je van plan bent genoeg te ontwerpen complexe schakeling met een groot aantal elementen is het soldeerloze breadboard-gebied mogelijk niet voldoende. In dit geval is het beter om het circuit in blokken te verdelen, die elk op een afzonderlijk breadboard moeten worden gemonteerd en vervolgens de blokken met behulp van verbindingsgeleiders tot één apparaat moeten verbinden. Het is duidelijk dat in dit geval een extra ontwikkelbord nodig zal zijn.

In de regel is een breadboard met een set verbindingsgeleiders van verschillende lengtes (brugdraden) duurder dan conventionele soldeerloze platen, die niet met dergelijke geleiders zijn uitgerust. Maar het maakt niet uit. Gewone geïsoleerde draad kan ook als verbindingsgeleider worden gebruikt.

Een veel voorkomende en betaalbare draad is bijvoorbeeld perfect voor dergelijke doeleinden VSWR 4x0,4 die wordt gebruikt voor installatie beveiligings- en brandalarmsysteem. Deze draad heeft 4 aders, die elk bedekt zijn met isolatie. De diameter van de koperen kern zelf, exclusief isolatie, is 0,4 mm. De isolatie van zo'n draad kan eenvoudig worden verwijderd met een draadknipper, en koperdraad niet bedekt met vernis.

Van één meter van zo'n kabel kun je heel veel verbindingsgeleiders van verschillende lengtes maken. Trouwens, op de hierboven getoonde foto's van het breadboard werd de KSVV-draad gebruikt om de radiocomponenten aan te sluiten.

De breadboard moet worden beschermd tegen stof. Als de indeling voor een lange tijd niet wordt gebruikt, bezinkt er stof op het oppervlak, waardoor de contactconnectoren verstopt raken. In de toekomst zal dit leiden tot slecht contact en zal de breadboard gereinigd moeten worden.

Soldeerloze breadboards zijn niet ontworpen om met 220 volt te werken! Het is ook de moeite waard om te begrijpen dat prototyping en testen werken hoge stroomcircuits op een soldeerloze breadboard kan oververhitting van de pinconnectoren veroorzaken.

Een broodplank afschermen.

Een soldeerloze breadboard voorbereiden vóór het werk.

Voordat u begint met het prototypen van het circuit op een nieuw soldeerloos breadboard, is het een goed idee om de contactconnectoren te 'ringen' met een multimeter. Dit is nodig om te achterhalen welke aansluitpunten met elkaar verbonden zijn.

Feit is dat de punten (connectoren) op het breadboard op een speciale manier op het breadboard zijn aangesloten. Het soldeerloze breadboard EIC-402 heeft bijvoorbeeld 4 onafhankelijke contactzones. De twee aan de randen zijn krachtbussen (positief " + " en min " - "), zijn ze gemarkeerd met een rode en blauwe lijn langs de contactpunten. Alle punten van de bus zijn elektrisch met elkaar verbonden en vertegenwoordigen in wezen één geleider, maar met een aantal aansluitpunten.

Het centrale gebied is verdeeld in twee delen. In het midden worden deze twee delen gescheiden door een soort groef. Elk deel heeft 64 lijnen met elk 5 verbindingspunten. Deze 5 aansluitpunten in de rij zijn elektrisch met elkaar verbonden. Als u dus bijvoorbeeld een microschakeling in een DIP-8- of DIP-18-pakket in het midden van het breadboard installeert, kunt u op elk van de pinnen 4 pinnen met radio-elementen of 4 verbindingsgeleiders-jumpers aansluiten.

Ook blijven stroomrails aan beide zijden van het breadboard beschikbaar voor aansluiting. Het is vrij moeilijk om dit in woorden uit te leggen. Het is natuurlijk beter om het live te zien en te spelen met een soldeerloze breadboard. Dit is het circuit dat ik op een soldeerloos bord heb gemonteerd. Dit is het eenvoudigste ontwikkelbord voor microcontrollers uit de PIC-serie. Het is uitgerust met een PIC16F84-microcontroller en hardware-elementen: indicator, knoppen, zoemer...

Een soldeerloze breadboard is handig voor het snel monteren van meetcircuits, zoals het testen van een IR-ontvanger.

Dergelijke borden kunnen niet alleen op radiomarkten worden gekocht, maar ook op internet.

Goedkope soldeerloze breadboards kunnen worden gekocht op AliExpress.com. Ik had het over het kopen van radio-onderdelen en -kits op AliExpress.

Breadboard (soldeerloze printplaat) is een van de belangrijkste hulpmiddelen voor zowel degenen die de basisprincipes van circuitontwerp leren als voor professionals.

In dit artikel maak je kennis met waar en hoe je breadboard gebruikt en wat ze zijn. Nadat u vertrouwd bent geraakt met de gegeven basisprincipes, kunt u uw eigen elektrische circuit samenstellen met behulp van een soldeerloze breadboard.

Historische excursie

Begin jaren zestig zag het maken van chipprototyping er ongeveer zo uit:

Op het platform werden metalen standaards geïnstalleerd waarop geleiders werden gewikkeld. Het prototypeproces was behoorlijk lang en complex. Maar de mensheid staat niet stil en er werd een elegantere aanpak bedacht: Zorgeloze broodplanken!

Als je weet dat brood wordt vertaald als brood en plank een plank is, dan is een van de associaties die kunnen ontstaan bij het noemen van het woord broodplank: houten standaard, waarop brood wordt gesneden (zoals op de onderstaande afbeelding). In principe zit je niet ver van de waarheid.

Dus waar komt deze naam - broodplank - vandaan? Jaren geleden, toen elektronische componenten groot en onhandig waren, assembleerden veel "doe-het-zelvers" in hun "garages" circuits met behulp van broodsnijstandaards (een voorbeeld wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding).

Geleidelijk aan werden elektronische componenten kleiner en werd het mogelijk om prototyping terug te brengen tot het gebruik van min of meer standaardgeleiders, connectoren en microschakelingen. De aanpak is enigszins veranderd, maar de naam is gemigreerd.

Breadboard is een soldeerloze printplaat. Dit is een geweldig platform voor het ontwikkelen van prototypes of tijdelijke circuits zonder dat je een soldeerbout nodig hebt en al het gedoe en tijdrovende desolderen dat daarmee gepaard gaat.

Prototyping is het proces waarbij u een model van uw toekomstige apparaat ontwikkelt en test. Als u niet weet hoe uw apparaat zich onder bepaalde specifieke omstandigheden zal gedragen, is het beter om eerst een prototype te maken en de prestaties ervan te testen.

Soldeerloze printplaten worden zowel gebruikt voor het maken van eenvoudige elektrische circuits als voor complexe prototypes.

Een ander toepassingsgebied voor breadboards is het testen van nieuwe onderdelen en componenten, bijvoorbeeld microschakelingen (IC's).

Zoals hierboven vermeld, kan het elektrische circuit dat u maakt, veranderen en dit is het belangrijkste voordeel van het gebruik van soldeerloze printplaten. U kunt bijvoorbeeld op elk moment een extra LED in de schakeling opnemen, die op bepaalde omstandigheden in uw schakeling reageert. De onderstaande figuur toont een voorbeeld van een elektrisch circuit voor het testen van de functionaliteit van de Atmega-chip, die wordt gebruikt Arduino-borden Uno.

“Anatomie van soldeerloze printplaten”

De beste manier om uit te leggen hoe een breadboard precies werkt, is door erachter te komen hoe het board er van binnenuit uitziet. Laten we eens kijken naar het voorbeeld van een miniatuurbord.

De onderstaande afbeelding toont een broodplank waarvan de basis aan de onderkant is verwijderd. Zoals je kunt zien, zijn er rijen metalen platen op het bord geïnstalleerd.

Elke metalen plaat ziet eruit als de onderstaande afbeelding. Dat wil zeggen, het is niet zomaar een plaat, maar een plaat met clips die verborgen zijn in het plastic deel van de printplaat. In deze clips sluit u uw draden aan.

Dat wil zeggen: zodra je een geleider aansluit op een van de gaten in een aparte rij, wordt dit contact tegelijkertijd verbonden met de andere contacten in een aparte rij.

Houd er rekening mee dat er vijf clips op één rail zitten. Dit is de algemeen aanvaarde standaard. De meeste soldeerloze printplaten zijn op deze manier geïmplementeerd. Dat wil zeggen, je kunt maximaal vijf componenten aansluiten op een aparte rail op het breadboard en ze worden met elkaar verbonden. Maar er zitten tien gaten op rij op het bord!? het midden Zit er een aparte rail zonder pinnen op de printplaat? Deze rail isoleert de platen van elkaar. We zullen later bespreken waarom dit wordt gedaan. Nu is het belangrijk om te onthouden dat de rails van elkaar en van ons zijn geïsoleerd zijn beperkt tot vijf verbonden contacten, niet tien.

De onderstaande afbeelding toont een LED gemonteerd op een soldeerloze printplaat. Merk op dat de twee LED-poten op geïsoleerde parallelle rails zijn gemonteerd. Er zal dus geen sprake zijn van contactsluiting.

Laten we nu naar een groot broodbord kijken. Op dergelijke planken zijn in de regel twee verticaal geplaatste rails aanwezig. De zogenaamde stroomrails.

Deze rails zijn qua ontwerp vergelijkbaar met horizontale rails, maar zijn over de gehele lengte met elkaar verbonden. Bij het ontwikkelen van een project heb je vaak voor veel onderdelen stroom nodig. Het zijn deze rails die worden gebruikt voor de stroomvoorziening. Ze zijn meestal gemarkeerd met "+" en "-" en twee verschillende kleuren- rood en blauw. In de regel worden de rails met elkaar verbonden om aan beide zijden van het breadboard hetzelfde vermogen te krijgen (zie onderstaande figuur). Het is overigens niet nodig om de plus precies aan te sluiten op de rail gemarkeerd met “+”, dit is slechts een hint die u zal helpen uw project te structureren.

Middenrail zonder contacten (voor DIP-chips)

Een pinloze middenrail isoleert de twee zijden van de soldeerloze printplaat. Naast isolatie presteert deze rail nog een tweede belangrijke functie. De meeste geïntegreerde schakelingen (IC's) worden vervaardigd in standaard maten. Om ervoor te zorgen dat ze minimale ruimte op de printplaat in beslag nemen, wordt een speciale vormfactor gebruikt, genaamd Dual in-line Package, of kortweg DIP.

Bij DIP-chips bevinden de contacten zich aan beide zijden en passen ze perfect op twee rails in het midden van het breadboard. In dit geval is de contactisolatie -. geweldige optie, waarmee u elk contact van de microschakeling op een afzonderlijke rail met vijf contacten kunt routeren.

Onderstaande figuur toont de installatie van twee DIP-chips. Boven is de LM358, onder is de ATMega328-microcontroller, die in veel Arduino-borden wordt gebruikt.

Rijen en kolommen (horizontale en verticale rails)

Het is je waarschijnlijk opgevallen dat soldeerloze printplaten cijfers en letters hebben nabij de rijen (horizontale rails) en kolommen (verticale rails). Deze markeringen zijn uitsluitend bedoeld voor het gemak. De prototypes van uw apparaten raken zeer snel overwoekerd met extra componenten, en één fout in de verbinding leidt tot de onbruikbaarheid van het elektrische circuit of zelfs tot het falen van afzonderlijke componenten. Het is veel gemakkelijker om een contact aan te sluiten op een rail, die is gemarkeerd met een cijfer en een letter, dan om de contacten “op het oog” te tellen.

Daarnaast geven veel instructies ook de spoornummers aan, wat het samenstellen van uw schakeling een stuk eenvoudiger maakt. Maar vergeet niet dat zelfs als u de instructies gebruikt, de contactnummers op het breadboard niet hoeven overeen te komen!

Pinnen op broodplanken

Sommige printplaten zijn gemaakt op een aparte standaard waarop speciale pinnen zijn geïnstalleerd. Deze pinnen worden gebruikt om een stroombron op uw breadboard aan te sluiten. Soortgelijke breadboards worden hieronder in meer detail besproken.

Andere kenmerken

Wanneer u een elektrisch circuit ontwerpt, hoeft u zich niet te beperken tot slechts één breadboard. Veel printplaten hebben speciale sleuven en uitsteeksels aan de zijkanten. Met behulp van deze sleuven kunt u meerdere breadboards aansluiten en vormen wat u nodig heeft werkruimte. Op de onderstaande afbeelding ziet u vier mini-breadboards die met elkaar zijn verbonden.

Sommige soldeerloze printplaten hebben een zelfklevende achterkant aan de achterkant. Een zeer nuttige functie als u op een betrouwbare manier een breadboard op een bepaald oppervlak wilt installeren.

Bij sommige grote breadboards bestaan de verticale rails waaraan stroom wordt geleverd uit twee van elkaar geïsoleerde delen. Het is erg handig als uw project twee verschillende stroombronnen nodig heeft: bijvoorbeeld 3,3 V en 5 V. Maar u moet uiterst voorzichtig zijn en voordat u het breadboard gebruikt, één stroombron aansluiten en de spanning aan de twee uiteinden van de verticale lijn controleren. rail met behulp van een multimeter.

Wij leveren stroom aan het breadboard

Er zijn verschillende manieren om het breadboard van stroom te voorzien.

Als u met Arduino werkt, kunt u de 5V (3,3V) en Gnd-pinnen op twee verschillende breadboard-rails aansluiten. De onderstaande afbeelding toont de verbinding van de Gnd-pin van de Arduino naar de mini-breadboardrail.

Meestal wordt de Arduino gevoed via een USB-poort op de computer of via een externe voedingsbron, die we aan de breadboard-rail kunnen leveren.

Soldeerloze printplaten met pinnen

Hierboven werd al vermeld dat sommige printplaten pinnen hebben voor het aansluiten van een externe stroombron.

Om te beginnen moet je de pinnen met behulp van geleiders verbinden met de rails op het breadboard. De pinnen zijn niet verbonden met één rail, waardoor je manoeuvreerruimte hebt: welke rail moet je van stroom voorzien en aarden.

Om de draad aan de pin te bevestigen, schroeft u de plastic dop los en plaatst u het uiteinde van de draad in het gat (zie onderstaande foto). Hierna schroeft u de dop er weer op.

Normaal gesproken heb je twee haringen nodig: één voor stroom en één voor aarde. De derde pin kan worden gebruikt als je deze nodig hebt alternatieve bron voeding.

De pinnen zijn verbonden met de rails, maar dat is niet het einde. Nu moet u een externe voedingsbron aansluiten. Er zijn verschillende opties.

U kunt speciale aansluitingen gebruiken, zoals weergegeven op de onderstaande foto.

Je kunt "krokodillen" en zelfs gewone geleiders gebruiken. Hangt geheel af van uw voorkeuren en de onderdelen die u ter beschikking heeft.

Een van de redelijk universele opties is om de contacten op de aansluiting van je stroombron te solderen en de draden aan de pinnen aan te sluiten, zoals hieronder weergegeven.

U kunt ook speciale stroomstabilisatormodules gebruiken, die zijn geproduceerd voor soldeerloze printplaten. Sommige modules maken het mogelijk om het breadboard van stroom te voorzien via een USB-poort, andere zijn gemaakt met standaard aansluitingen voor voedingen. De meeste van deze vermogensstabilisatormodules zorgen voor spanningsregeling. U kunt bijvoorbeeld de spanning selecteren die naar de rail gaat: 3,3 V of 5 V. Een van de opties voor dergelijke spanningsregelaar/stabilisatormodules wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Eenvoudig circuit met soldeerloze printplaat

We hebben de basisprincipes van het werken met een soldeerloze printplaat besproken. Laten we naar een eenvoudig voorbeeld kijken elektrisch circuit, waarin we breadboard zullen gebruiken.

Hieronder vindt u een lijst met knooppunten die nodig zijn voor onze keten. Als u niet over deze exacte onderdelen beschikt, kunt u deze vervangen door soortgelijke onderdelen. Vergeet niet: hetzelfde elektrische circuit kan met verschillende componenten worden samengesteld.

Broodplank
Spanningsregelaar/stabilisator
krachtbron
LED's
Weerstanden 330 Ohm 1/6 W
Connectoren
Tact-knoppen (12 mm vierkant)

Een elektrisch circuit samenstellen

Hieronder wordt een foto weergegeven van het geassembleerde elektrische circuit met behulp van een soldeerloze printplaat. Het project maakt gebruik van twee knoppen, weerstanden en LED's. Houd er rekening mee dat twee vergelijkbare circuits verschillend zijn samengesteld.

Het rode bord aan de linkerkant is een spanningsstabilisator die 5V stroom levert aan de breadboard-rails.

Het circuit is als volgt samengesteld:

De positieve poot (anode) van de LED is aangesloten op 5 V voeding van de bijbehorende breadboardrail.
De negatieve poot (kathode) van de LED is verbonden met een weerstand van 330 Ohm.
De weerstand is verbonden met de klokknop.
Wanneer de knop wordt ingedrukt, wordt het circuit naar aarde voltooid en gaat de LED branden.

Bij het maken van prototypen is het belangrijk om elektrische circuits te begrijpen. Laten we eens snel kijken naar het elektrische schema van ons kleine elektrische circuit.

Een elektrisch schema is een schematisch diagram dat universele symbolen gebruikt voor individuele elektrische componenten en de volgorde toont waarin ze zijn aangesloten. Soortgelijke elektrische circuits kunnen worden verkregen met behulp van het Fritzing-programma.

Het elektrische circuit van ons project wordt weergegeven in de onderstaande figuur. De 5V-voeding wordt weergegeven door de pijl bovenaan het diagram. Op de LED is 5V aangesloten (driehoek en horizontale lijn met pijlen). Hierna wordt de LED verbonden met een weerstand (R1). Hierna wordt een knop (S1) geïnstalleerd, die het circuit sluit. En aan het einde van de ketting wordt geslepen (Gnd is de horizontale lijn van onderaf).

De vraag rijst zeker: waarom hebben we dat nodig elektrische schema's, als je eenvoudig een bedradingsschema kunt maken met dezelfde Fritzing? Bijvoorbeeld zoals op een soortgelijke foto:

Zoals hierboven vermeld, kun je hetzelfde circuit op verschillende manieren samenstellen, maar dan elektrisch schakelschema zal hetzelfde blijven. Dat wil zeggen dat de praktische implementatie kan verschillen, wat u ruimte geeft voor verbeeldingskracht en een algemener begrip van de processen die in uw project plaatsvinden.

Alle mensen in de wereld, jong en oud, weten dat voordat je iets creëert, je eerst een model van dit ‘iets’ moet maken, of het nu een model is van een gebouw, een stadion of zelfs een klein landelijk toilet. In de elektrotechniek heet dit een prototype. Een prototype is een werkend model van een apparaat. Daarom moeten ervaren elektronica-ingenieurs, voordat ze een apparaat assembleren volgens een circuit op internet, gepost door niemand weet wie en niemand begrijpt waarom, ervoor zorgen dat dit circuit echt zal werken. Daarom moet het circuit snel worden gemonteerd en ervoor worden gezorgd dat het werkt, dat wil zeggen, wordt gemonteerd indeling. Nou, om het in elkaar te zetten, is dat precies wat we nodig hebben broodplank.

Soorten ontwikkelborden

Dik karton

Lang geleden, toen je nog niet eens in de plannen zat, onze grootvaders, en misschien grootmoeders, je weet maar nooit :-), gebruikt dik karton. Dit is de snelste en goedkope manier circuits controleren. Voor de aansluitingen van de radio-elementen werden gaten in het karton gesneden en aan de andere kant werden ze met draden en andere elementen verbonden als ze aan de voorkant niet pasten. Het zag er ongeveer zo uit:

A-type gezicht, B – achterkant.

Alles zou in orde zijn, maar ik moest de draden solderen, ervoor zorgen dat er nergens kortsluiting was, en terwijl je dit circuit aan het "boetseren" was, zou je zelfs onbedoeld in de war kunnen raken :-). Ja, en op de een of andere manier is het niet mooi.

Zelfgemaakte broodplanken

Deze tijden vond ik nog bij de radiokring. Destijds maakten we zelf broodplanken. We namen een scherp mes en sneden vierkanten op folie-PCB's. Vervolgens werden ze bedekt met soldeer.

Als we ergens sporen moesten verbinden, maakten we met een druppeltje soldeer eenvoudig verbindingsstukken tussen de vierkanten. Het bleek van hoge kwaliteit en mooi. Als je te lui was om de radio-elementen op een normaal bedraad bord met rails te solderen, liet je het gewoon zoals het was en gebruikte je het apparaat.

Wegwerp ontwikkelborden

Fabrikanten hebben het nog steeds ‘verprutst’ in deze kwestie, of zoals ze in de economie zeggen: de vraag creëert aanbod. Kant-en-klare mock-up-sjaals, enkelzijdig en zelfs dubbelzijdig, begonnen voor elke maat en smaak te verschijnen.

Je vindt ze trouwens meteen op Ali een heel stel .

De gaten zijn zeer handig afgestemd op de afmetingen van de pinnen van de microschakelingen, evenals op andere radio-elementen. Daarom is het erg handig om elektronische apparaten op dergelijke breadboards te monteren en te testen. Ja, en ze zijn goedkoop.

Achterkant dergelijke ontwikkelingsborden zijn er al geweest kant-en-klare apparaten zal er ongeveer zo uitzien:

Wat zijn de nadelen van deze ontwikkelborden? Het is nog steeds beter om ze een keer te gebruiken, omdat bij herhaaldelijk gebruik hun vlekken kunnen wegvliegen, wat tot ongeschiktheid zal leiden.

Soldeerloze broodplanken

De vooruitgang beweegt zich met zelfverzekerde stappen over onze wereld, en nu zijn ze op de markt verschenen soldeerloze breadboards.

Ze kosten iets meer dan eenvoudige wegwerpbroodplanken, maar eerlijk gezegd is het de moeite waard.

Ze zijn erg handig in termen van het installeren van onderdelen, evenals hun verbinding met elkaar. Draden die niet groter zijn dan 0,7 mm en een diameter van niet minder dan 0,4 mm kunnen in dergelijke broodplanken worden gestoken. Om erachter te komen welke gaten en sporen met elkaar communiceren, controleren we het geheel. Voor ontwerp grote circuits(plotseling ontwikkel je een soort besturingseenheid voor een hadron-botser) je kunt dezelfde breadboards rug aan rug toevoegen. Daar zijn speciale oren voor. Eén beweging en het broodbord wordt iets groter.

Welnu, wat voor soort breadboard kan er zijn zonder draden aan te sluiten? Draden of jumpers aansluiten ( uit het Engels- jump), zijn nodig om radiocomponenten op het breadboard zelf aan te sluiten.

Even later kocht ik deze truien bij AliExpress. Ze zijn veel handiger dan draadversies:

Alles is hier eenvoudig: neem de trui en plaats deze met een lichte beweging van de hand

Laten we een eenvoudig circuit samenstellen voor het inschakelen van een LED via een knop op een breadboard

Dit is hoe ze eruit zal zien

Stel de voeding in op 5 volt en druk op de knop. De LED brandt heldergroen. Dit betekent dat de regeling werkbaar is en dat wij er naar eigen goeddunken gebruik van kunnen maken.

Conclusie

Soldeerloze broodplanken veroveren de wereld stormenderhand. Elk circuit erop kan binnen enkele minuten worden gemonteerd en gedemonteerd. Nadat u het circuit op het breadboard heeft gemonteerd en gecontroleerd, kunt u veilig beginnen met het monteren ervan in zijn pure vorm. Ik denk dat elke zichzelf respecterende elektronica-ingenieur zo'n breadboard zou moeten hebben. Maar houd er rekening mee dat het beter is om circuits met een grote stroomsterkte in het circuit niet te testen, omdat de contacten van de prototypeborden eenvoudigweg kunnen doorbranden - de wet van Joule-Lenz. Veel succes bij de ontwikkeling en constructie van radio-elektronische apparaten!

Waar koop je een ontwikkelbord?

Een breadboard met flexibele jumpers en zelfs een kant-en-klare 5 Volt voeding kun je direct als bouwpakket op AliExpress kopen. Kiezen naar jouw smaak en kleur!