5 nasvetov za uspešen Breadboarding: 5 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Moje ime je Jeremy in študiram na univerzi Kettering. Kot študent elektrotehnike sem imel priložnost veliko ur preživeti v laboratorijih in graditi majhna vezja na ploščah. Če imate izkušnje z izdelovanjem majhnih vezij in projektih elektronike, ki jih naredite sami, vam tukaj morda ne bo veliko koristno. Namen tega navodila je zajeti osnove uporabe mize, spoznavanje skupnih komponent in gradnjo majhnih vezij. Poleg tega bom na kratko razpravljal o tem, kako organizirati svoje vezje, ter nekaj strategij za odpravljanje težav za tiste priložnosti, ko gre kaj narobe.

Predpostavlja se, da posameznik, ki to bere, pozna nekaj osnov elektronike in terminologije: tok toka, napetost, polarnost, prevodnost, kratek stik, odprto vezje, stičišče in pristranskost. Poleg tega se domneva, da je bralec seznanjen s stikalnimi napajalniki, ki se uporabljajo v laboratorijskem okolju.

To pišem, ker rad ustvarjam majhna vezja v laboratorijih in sem ob tem opazil nekaj pogostih težav in napak. Upam, da bo to nekomu, ki se šele poda na pot odkrivanja elektronike, pomagalo najti nekaj uporabnega, kar mu bo prihranilo nekaj glavobolov, s katerimi sem se srečal na poti, in jim odprlo vrata v radosti malega vezja!

1. korak: Ogledna plošča

Kaj je plošča?:

Priljubljeno orodje za izdelavo prototipov in preskušanje vezij, ki uporabniku omogoča hitro povezovanje in zamenjavo komponent ter enostavno povezovanje. Uporaba matične plošče omogoča hitro montažo in spreminjanje vezij brez zahtev po spajkanju.

Konfiguracija:

Sponke: vodite vodoravno, pri čemer se številke vrstic povečajo za pet, črke stolpcev pa v skupinah po pet. Vrstica 1, stolpci A-E sestavljajo eno stalno stično točko-ali stičišče, in vrstica 1, stolpci F-J sestavljajo drugo

Trakovi vodila: potekajo navpično v parih po dolžini vsake strani in so označeni kot "+" ali "-". Celoten trak + je eno neprekinjeno stičišče, trak pa je neprekinjeno stičišče, ki omogoča priključitev številnih komponent na vir energije

Korito / utor: vodi navpično dolžino plošče med priključnimi trakovi. Vrstice so v tem utoru prekinjene, kar omogoča uporabo integriranih vezij (IC)

Ogledne plošče je mogoče kupiti v različnih velikostih in stilih, vendar zgornji opis konfiguracije ostaja enak, ne glede na to, ali imate polovično ploščo ali večji model z napajalnimi sponkami in več ploščami, nameščenimi na kovinsko ploščo.

Da bi bili uspešni pri izdelavi vezja, je zelo pomembno, da dobro razumete postavitev kontaktnih točk na plošči. Ob pravilni uporabi je plošča odlično orodje za gradnjo vezij in spreminjanje na hitro!

2. korak: Spoznajte svoje komponente

Pri načrtovanju elektronskih vezij boste naleteli na različne komponente. Čeprav to ni izčrpen seznam, bom izpostavil nekatere pogostejše komponente, njihov namen in nekaj opozoril za ravnanje. Mnoge glavobole lahko rešite z ustreznim ravnanjem in uporabo komponent. Če šele začenjate z elektroniko, lahko najdete številne komplete komponent, ki vam dajo osnove za manj kot 20 USD.

Upor: (merjeno v ohmih) Upre se toku toka v tokokrogu. Odvisno od namestitve znotraj vezja se lahko uporablja za deljenje napetosti ali toka. Upori imajo na sebi barvne trakove, ki označujejo njihovo vrednost upora v ohmih in njihovo toleranco. Tabela je uporabna za določanje vrednosti upora. Upor lahko postavite v obe smeri znotraj vezja in bo deloval na enak način (nima polarnosti).

Foto-upor: Upre se toku toka. Vrednost upora se spreminja glede na svetlobo okolice. Lahko se uporablja za zatemnitev ali vklop tokokroga v slabih svetlobnih pogojih.

Kondenzator: (merjeno v Faradsih) Kondenzator shranjuje energijo, ki se lahko kasneje razprši v vezje. Deluje kot blok za enosmerni tok, vendar omogoča pretok izmeničnega toka. Kondenzatorji imajo široko paleto aplikacij od frekvenčne filtracije do glajenja valovitosti v usmerniškem vezju. Pomembno je omeniti, da čeprav kondenzatorji iz keramičnih diskov niso polarni sestavni deli, je treba paziti pri elektrolitskih kondenzatorjih, saj imajo določen kabel za povezavo s pozitivnimi in negativnimi sponkami in se lahko poškodujejo, če jih postavite nazaj.

Tranzistor: Tranzistor je polprevodnik, ki uravnava tok, ojača signale ali deluje kot stikalo. Obstaja veliko različnih vrst tranzistorjev, vendar je pri načrtovanju zgodnjih vezij (ob predpostavki, da imate pravi tranzistor za uporabo) najpomembnejše, da je treba paziti, da se te komponente izognejo statičnemu šoku.

Dioda: Dioda je polprevodnik, ki deluje kot enosmerni povratni ventil za tok toka. Ko se premika naprej, tok vstopi v anodo (+ vodilo) in odteče iz katode (- vodnik). Ko je vzvratno pristranski, deluje kot odprto stikalo in tok ne teče skozi komponento. Upoštevati je treba orientacijo, saj bo namestitev diode nazaj povzročila neželeno vedenje vezja ali pregorelo diodo.

Svetleča dioda (L. E. D): Posebna dioda, ki oddaja svetlobo, ko izvaja prevod. Uporablja se v številnih majhnih aplikacijah, kjer so potrebni kazalniki. Prednosti vključujejo izjemno nizko porabo energije in izjemno dolgo življenjsko dobo.

Integrirano vezje: Zadnja komponenta, ki jo bom predstavil, je integrirano vezje (IC). Obstaja preveč različic, ki bi jih tukaj lahko naštevali, nekaj pa jih je operacijski ojačevalnik, časovniki, regulatorji napetosti in logični nizi. Integrirana vezja zagotavljajo celo vezje v majhnem čipu in lahko vsebujejo upore, diode, kondenzatorje in tranzistorje, vse znotraj čipa, manjšega od drobca. Za nožice na čipu IC obstaja konvencija oštevilčevanja, na površini čipa je vdolbina ali pika, kar ustreza pin #1, zatiči so nato zaporedno oštevilčeni navzdol ob strani, drugi pa nazaj..

POZOR! Integrirana vezja se lahko uničijo zaradi statičnega udara.

Poleg zgornjih komponent so še induktorji, releji, stikala, potenciometri, spremenljivi upori, sedemsegmentni zasloni, varovalke, transformatorji … razumete! Hitro spletno iskanje bo prineslo veliko uporabnih informacij (na primer: pregledi komponent, kaj počne tranzistor?, Vrste kondenzatorjev)

Poznavanje osnovnih informacij o komponentah, ki jih uporabljate, ne glede na to, ali so statično občutljive ali ne, in ali imajo polarnost ali ne, bo zelo koristno. Ne samo, da boste prihranili čas, denar in glavobol; vendar bo vezje veliko hitreje delovalo po želji!

3. korak: Organizacija je bistvena

Organizacija - zakaj je to pomembno?:

Zgornja vezja (na desni strani) so funkcionalno enaka, vendar z izrazito drugačnim videzom. Medtem ko prvi uporablja manj ožičenja, ni najprimernejša metoda za gradnjo majhnih vezij. Na krovu je dovolj prostora za majhna vezja; ne bojte se izkoristiti tega prostora!

Čeprav je izbira, kaj uporabiti za potencialne stranke, osebna, lahko nekaj stvari bistveno olajša življenje. Veliko ljudi bo uporabljalo bakreno žico in si ustvarilo lastne vodnike, vendar imam najraje skakalce za plošče, ki jih je mogoče poceni kupiti na spletu. Skakalci so narejeni iz pramenov žice v primerjavi z trdo bakreno žico in imajo na koncu zatič za enostavno uporabo. Prednost pramenov je v tem, da je ožičenje veliko bolj prilagodljivo, zato je manj verjetno, da bi prekinili povezavo, in večja je prilagodljivost pri usmerjanju. Zadnja opomba o ožičenju je zelo koristno, da svoje barvne kode "barvno označite" na način, ki vam je enostaven za sledenje (leva slika zgoraj). Na primer, rad ohranim rdečo in črno ožičenje za svoje pozitivne in negativne napetosti (oz.), Pogosto uporabljam sivo ali oranžno za skupno podlago, modro za vhodni signal in belo ali rumeno za notranja stičišča. Če imate več virov napajanja in vhode iz generatorja signalov, je koristno, da za svoje žice naredite oznake in jih označite, da boste pozneje zagotovili pravilno povezavo.

Ko gre za sledenje shematičnemu diagramu, so stvari veliko lažje, če sestavite svoje komponente na plošči čim bližje postavitvi v shemi. Na ta način si lahko na hitro ogledate vrednosti komponent in olajšate sledenje signalnim potim / odpravljanje napak. Laboratoriji v večini šol vam bodo pogosto naročili, da merite napetost ali tok na določeni točki vezja; v teh primerih, če vaše vezje fizično odraža shemo, je OGROMNA pomoč! Nazadnje, ko vstopite v bolj zapletena in napredna vezja, je pomembno, da občutljivejše komponente (na primer integrirana vezja) hranite proč od induktorjev, relejev in drugih komponent, kjer bi jih lahko poškodovala magnetna polja.

Če vezje, ki ga gradite, ima eno (ali več) integriranih vezij, se lahko število komponent in vodnikov, potrebnih za izgradnjo vezja, hitro zmede. Da bi zmanjšali nered in si olajšali stvari, je pogosto koristno, da integrirano vezje postavite stran od vsega drugega na plošči, ostale komponente pa s kabli namestite na zatiče IC. na ta način je kasneje veliko lažje razvozlati stvari. Če želite vezje pozneje vgraditi v trajno obliko, lahko vse konsolidirate, da se prilega manjšemu prostoru.

4. korak: Osnovno odpravljanje težav

Vse je v redu - dokler ni!

Torej ste naredili domačo nalogo, razumeli ste svoje komponente in vezje je zgrajeno točno tako, kot kažejo navodila. Drgnite stikalo za vklop … in … NIČ! Ni nenavadno, da zgradite majhno vezje in nato odkrijete, da je kaj narobe. Vse to je del učnega procesa. Če veste, kje začeti z odpravljanjem težav, lahko zmanjšate težave in draženje težav.

Vir napajanja: Na splošno je najbolje, da začnete z odpravljanjem težav, tako da zagotovite, da napajanje pride v vezje. Če vezje deluje z baterijo, z večmetrom preverite napetost in zagotovite, da je dovolj "soka" za napajanje vezja. Če uporabljate napajalnik, morate upoštevati številne dejavnike:

Način napajanja: Mnogi napajalniki lahko napajajo konstanten tok (cc) ali konstantno napetost (cv). Pomembno je zagotoviti, da je za pravilno delovanje izbrana ustrezna nastavitev. Večina majhnih projektov bo priključena na napajanje v načinu konstantne napetosti

Ozemljitvena / negativna napetost: Če vaš projekt poganja baterija, to verjetno ne bo problem. Pri uporabi napajalnika bodo pogosto v vezjih uporabljena negativna napetost (na primer na operacijskem ojačevalniku), pa tudi skupna ozemljitev. Tu je pomembno razumeti razliko in NE gledati na to, da sta negativna napetost in skupna masa zamenljivi

Nastavitve napajanja: Če deluje negativna napetost, se prepričajte, da veste, kako prilagoditi nastavitve napajanja. To se bo med proizvajalci razlikovalo, običajno pa bo to doseženo s stikali za izbiro na sprednji strani enote. Ko sem prvič uporabil napajalnik za napajanje -12 voltov operacijskega ojačevalnika, nisem preveril, ali so bile nastavitve napetosti prilagojene za napajanje + in -. Posledično sem porabil več kot eno uro za obnovo / dvojno preverjanje vezja

Konfiguracija vezja

Izvedite primerjavo sheme in vezja, če ste svoje vezje zgradili tako, da shemo zrcali v postavitvi, je ta korak veliko enostavnejši.

Preverite usmerjenost polarnih komponent (diode, kondenzatorji, tranzistorji)

Prepričajte se, da se kabli komponent ne dotikajo, kar ustvarja pogoje kratkega stika

Preverite priključne letve, zagotovite, da so vsi sestavni deli in žice trdno vstavljeni v kontaktno točko in da vse komponente, ki naj bi tvorile stičišče, to dejansko storijo. Ko se stvari natrpajo, je enostavno po nesreči premakniti se na drug priključni trak. Tako nastane prekinitev (ali prekinitev tokokroga)

Če je z napajanjem, usmerjenostjo komponent in ožičenjem vse v redu, začnite sumiti na okvarjeno komponento. Če vezje vsebuje IC, lahko včasih težavo odpravi samo zamenjava. Poleg tega, če ste v laboratorijskem okolju in reciklirate komponente, lahko ugotovite, da imate okvarjen kondenzator, diodo ali tranzistor, ki ga je skupina prej napačno ožičila in uničila

Zgornji koraki bi morali odpraviti številne težave, ki se pojavljajo pri osnovni gradnji vezja, če pa vse izgleda dobro in še vedno ne deluje, je morda čas, da vse razčlenite, dvakrat preverite vse vrednosti uporov in preverite vse komponente, ki so lahko preizkusite z razpoložljivo opremo. Večina shematskih diagramov, zlasti tistih, ki se uporabljajo za laboratorije v akademskem okolju, je bilo zgrajenih in večkrat dokazanih, zato je malo verjetno, da je vprašanje v shematični zasnovi. Če pa izdelujete prototip lastnega vezja in ne morete rešiti težav z odpravljanjem težav, je morda najbolj koristno, da se vrnete na risalno desko in analizirate svoj model vezja za pomanjkljivosti.

5. korak: Ne obupajte

Pri gradnji majhnih vezij je zelo enostavno razočarati. Obstaja dobesedno nešteto različic, kako bi lahko stvari šle narobe. Nekatera vprašanja je veliko težje odpraviti kot druga. Čeprav je lažje reči kot uresničiti, ne dovolite, da bi oblak razočaranja presodil. Naredite korak nazaj, ohladite se in ocenite situacijo z logičnega vidika. Zaradi frustracije sem že večkrat skoraj odšel iz laboratorija, vendar sem ugotovil, da je bil en vod nekje odklopljen ali da signalni izhod ni bil vklopljen. Pogosteje kot ne je vprašanje v vezju le majhna podrobnost. Izvajanje logičnih in metodičnih korakov za oceno vezja in prepoznavanje problema na splošno vodi do rešitve. Obstaja toliko vidikov elektronike, ki jih je treba raziskati, ne dovolite, da bi vam zamude ali napake odpovedale to nagrajevalno prizadevanje!