5 съвета за успешен Breadboarding: 5 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Казвам се Джеръми и съм в последната си година в университета в Кетеринг. Като студент по електротехника съм имал възможност да прекарвам много часове в лаборатории, изграждайки малки схеми на дъски. Ако имате опит в създаването на малки схеми и проекти за електроника „направи си сам“, може да не намерите много полезно тук. Целта на тази инструкция е да обхване основите на използването на макет, запознаване с общи компоненти и изграждане на малки вериги. Освен това накратко ще обсъдя как да организирате веригата си, както и някои стратегии за отстраняване на неизправности за онези случаи, когато нещата се объркат.

Предполага се, че индивидуалното четене на това е запознато с основите на електрониката и терминологията: токов поток, напрежение, полярност, проводимост, късо съединение, отворено съединение, кръстовище и отклонение. Освен това се предполага, че читателят е запознат с превключващите захранвания, използвани в лабораторната среда.

Пиша това, защото ми харесва да изграждам малки вериги в лабораториите и съм наблюдавал някои често срещани проблеми и грешки по пътя. Надявам се, че това ще помогне на някой, който просто тръгва на път към откритието на електрониката, да намери нещо полезно, което да му спести част от главоболията, които срещнах по пътя, и да отвори вратата към радостите от изграждането на малки вериги!

Стъпка 1: Платката

Какво е макет?:

Популярен инструмент за прототипиране и тестване на вериги, позволяващ на потребителя бързо да свързва и разменя компоненти и да прави кръстовища с лекота. Използването на макет позволява бързо сглобяване и модифициране на вериги без изисквания за запояване.

Конфигурацията:

Клемни ленти: Изпълнете хоризонтално, с номера на редове, увеличени с пет, и букви на колони в групи от по пет. Ред 1, колони A-E съставляват една непрекъсната точка на контакт-или кръстовище, а ред 1, колони F-J съставляват друга

Автобусни ленти: Изпълнявайте вертикално по двойки по дължината на всяка страна и са обозначени с „+“или „-“. Цялата лента + е едно непрекъснато съединение, а лентата - непрекъснато съединение, което позволява много компоненти да бъдат свързани към източник на захранване

Корито / жлеб: Провежда дължината на макета вертикално между клемните ленти. Редовете са прекъснати в този жлеб, което позволява използването на интегрални схеми (IC)

Платките могат да бъдат закупени в различни размери и стилове, но горното описание на конфигурацията остава същото, независимо дали имате половин макет или по-голям модел с захранващи клеми и множество дъски, монтирани на метална плоча.

За да бъдете успешни в изграждането на вашите схеми, от решаващо значение е да имате ясно разбиране за оформлението на точките за контакт в макета. Когато се използва правилно, макетът е чудесен инструмент за изграждане на схеми и извършване на модификации в движение!

Стъпка 2: Познайте своите компоненти

В рамките на дизайна на електронни схеми човек ще срещне различни компоненти. Въпреки че това не е изчерпателен списък, ще подчертая някои от по -често срещаните компоненти, тяхното предназначение и някои предупреждения за работа. Много главоболия могат да бъдат спасени чрез правилно боравене и използване на компоненти. Ако тепърва започвате с електрониката, могат да се намерят много комплекти компоненти, които да ви дадат основите за под 20 долара.

Резистор: (измерен в ома) Устойчив на протичане на ток в една верига. В зависимост от разположението в една верига може да се използва за разделяне на напрежение или ток. Резисторите имат цветни ленти върху тях, които показват стойността им на съпротивление в ома, както и техния толеранс. Таблица е полезна за определяне на стойностите на съпротивлението. Резистор може да бъде поставен във всяка посока в рамките на верига и ще функционира по същия начин (той няма полярност).

Фоторезистор: Устойчив на потока на тока. Стойността на съпротивлението варира в зависимост от околната светлина. Може да се използва в приложения за затъмняване или включване на верига при условия на слаба светлина.

Кондензатор: (измерен във Фарадс) Кондензаторът съхранява енергия, която след това може да се разсейва във верига по -късно. Той действа като блок за постоянен ток, но позволява преминаването на променлив ток. Кондензаторите имат широк спектър на приложение от честотна филтрация до изглаждане на вълните в токоизправител. Важно е да се отбележи, че докато керамичните дискови кондензатори не са полярни компоненти, трябва да се внимава с електролитни кондензатори, тъй като те имат определен проводник за свързване към положителните и отрицателните клеми и могат да бъдат повредени, когато се поставят назад.

Транзистор: Транзисторът е полупроводник, който регулира потока на тока, усилва сигналите или действа като превключвател. Има много различни видове транзистори, но най -важното, което трябва да се вземе предвид при проектирането на ранните схеми (ако приемете, че имате правилния транзистор за приложението), е, че трябва да се внимава да се избегне статичен удар по тези компоненти.

Диод: Диодът е полупроводник, който действа като еднопосочен възвратен клапан към потока на тока. Когато се отклонява напред, токът влиза в анода (+ проводник) и изтича от катода (- проводник). Когато е обърнат обратно, той действа като отворен ключ и няма ток, преминаващ през компонента. Трябва да се има предвид ориентацията, тъй като поставянето на диод назад ще доведе до нежелано поведение на веригата или изгорял диод.

Светоизлъчващ диод (L. E. D): Специален диод, който излъчва светлина, когато провежда. Използва се в много малки приложения, където са необходими индикатори. Предимствата включват изключително ниска консумация на енергия и изключително дълъг живот.

Интегрална схема: Последният компонент, който ще представя, е интегралната схема (IC). Има твърде много вариации, които да се изброят тук, но някои от тях са операционният усилвател, таймерите, регулаторите на напрежението и логическите масиви. Интегралните схеми осигуряват цяла верига в рамките на малък чип и могат да съдържат резистори, диоди, кондензатори и транзистори в рамките на чип, по -малък от стотинка. Съществува конвенция за номериране на щифтовете на IC чип, има отстъп или точка на повърхността на чипа и това съответства на пин #1, след това щифтовете се номерират последователно надолу отстрани и архивират другия.

ВНИМАНИЕ! Интегралните схеми могат да бъдат разрушени от статичен удар.

Наред с горните компоненти, има индуктори, релета, ключове, потенциометри, променливи резистори, седемсегментни дисплеи, предпазители, трансформатори … разбирате! Бързото онлайн търсене ще предостави много полезна информация (Например: преглед на компонентите, какво прави транзисторът ?, видове кондензатори)

Познаването на основната информация за компонентите, които използвате, независимо дали са чувствителни към статично действие или не и дали имат полярност или не, ще бъде от голяма полза. Не само ще спестите време, пари и главоболие; но веригата ще бъде по -вероятно да функционира по желание много по -бързо!

Стъпка 3: Организацията е от съществено значение

Организация - Защо има значение?:

Горните вериги (дясната страна) са същите функционално, но със значително различен външен вид. Въпреки че първият използва по -малко окабеляване, той не е предпочитаният метод за изграждане на малки вериги. Има много място на макет за малки вериги; не се страхувайте да използвате това пространство!

Въпреки че изборът на това, което да се използва за лидове, е личен, няколко неща могат да направят живота значително по -лесен. Много хора ще използват медна жица и ще направят свои собствени кабели, но моето предпочитание са джъмперите за макет, които могат да бъдат закупени евтино онлайн. Джъмперите са направени от нишки тел спрямо твърдата медна жица и имат щифт на края за лесна употреба. Предимството на нишките е, че окабеляването е много по -гъвкаво, така че е по -малко вероятно да прекъснете връзката и има по -голяма гъвкавост при маршрутизиране. Последна бележка за окабеляването, много е полезно да "оцветите кода" на вашето окабеляване по начин, който е лесен за проследяване (лявата фигура по -горе). Например, обичам да запазвам червеното и черното си окабеляване за моите положителни и отрицателни напрежения (съответно), често използвам сиво или оранжево за общата си маса, синьо за входен сигнал и бяло или жълто за вътрешни кръстовища. Ако имате няколко източника на захранване, както и входове от генератор на сигнали, е полезно да направите етикети за вашите проводници и да ги маркирате, за да осигурите правилна връзка по -късно.

Когато става въпрос за следване на схематична диаграма, нещата са много по -лесни, ако разположите компонентите си на дъската възможно най -близо до оформлението в схемата. По този начин можете да видите с един поглед стойностите на компонентите си, както и да улесните проследяването на сигнални маршрути / отстраняване на неизправности. Лабораториите в повечето училища често ще ви инструктират да направите измерване на напрежение или ток в определена точка от веригата; в тези случаи, когато вашата схема физически отразява схемата, е ОГРОМНА помощ! И накрая, когато навлизате в по -сложни и усъвършенствани схеми, е важно да държите по -чувствителните компоненти (като интегрални схеми) далеч от индуктори, релета и други компоненти, където те могат да бъдат повредени от магнитните полета.

Ако веригата, която изграждате, има една (или повече) интегрални схеми, броят на компонентите и проводниците, необходими за изграждането на веригата, може да стане доста объркан бързо. За да намалите бъркотията и да улесните нещата за себе си, често е полезно да поставите интегралната схема далеч от всичко останало на платката и да поставите другите компоненти с изводи към IC пиновете. по този начин е много по -лесно да се дешифрират нещата по -късно. Ако веригата трябва да бъде вградена в постоянна форма по -късно, можете да консолидирате всичко, за да се побере в по -малко пространство.

Стъпка 4: Основно отстраняване на неизправности

Всичко е наред - докато не стане!

Значи сте свършили домашното, разбирате компонентите си и схемата е изградена точно както показват инструкциите. Завъртете ключа за захранване … и … НИЩО! Не е необичайно да се изгради малка верига и след това да се открие, че нещо не е наред. Всичко това е част от учебния процес. Знанието откъде да започнете с отстраняването на неизправности може да намали неприятностите и дразненето на проблемите.

Източник на захранване: Най -добре е да започнете отстраняването на неизправности, като се уверите, че захранването попада във веригата. Ако веригата работи с батерия, използвайте мултицет, за да проверите напрежението и да се уверите, че е достатъчно "сок" за захранване на веригата. Ако се използва захранване, трябва да се вземат предвид много фактори:

Режим на захранване: Много захранвания имат възможност да подават постоянен ток (cc) или постоянно напрежение (cv). Важно е да се гарантира, че правилната настройка е избрана, за да работи правилно. Повечето малки проекти ще бъдат свързани към захранване в режим на постоянно напрежение

Заземяващо / отрицателно напрежение: Ако вашият проект се захранва от батерия, това вероятно няма да е проблем. Когато използвате захранване, често веригите ще имат приложено отрицателно напрежение (например към операционен усилвател), както и ще имат общо заземяване. Важно е да се разбере разграничението тук и НЕ да се разглежда това отрицателно напрежение и общата земя като взаимозаменяеми

Настройки на захранването: Ако е приложено отрицателно напрежение, уверете се, че знаете как да регулирате настройките на захранването. Това ще варира между отделните производители, но обикновено ще се постигне чрез превключвателите за избор на предната част на устройството. Първият път, когато използвах захранване за захранване -12 волта към операционен усилвател, не успях да проверя дали настройките за напрежение са били коригирани както за +, така и за - захранването. В резултат на това прекарах повече от час на възстановяване / двойна проверка на веригата си

Конфигурация на веригата

Направете сравнение на схемата и веригата, ако сте изградили вашата схема, за да отразява схемата в оформлението, тази стъпка е много по -проста.

Проверете ориентацията на полярните компоненти (диоди, кондензатори, транзистори)

Уверете се, че проводниците на компонентите не се допират, създавайки условия за късо съединение

Проверете клемните ленти, уверете се, че всички компонентни кабели и проводници са здраво поставени в контактната точка и че всички компоненти, които трябва да образуват кръстовище, действително го правят. Лесно е случайно да се преместите на друга клемна лента, когато нещата се затрупват. Това създава прекъсване (или отворена верига)

Ако всичко изглежда добре с мощност, ориентация на компонента и окабеляване, започнете да подозирате дефектен компонент. Ако веригата съдържа интегрална схема, понякога просто подмяната й може да реши проблема. Освен това, ако сте в лабораторна среда и рециклирате компоненти, може да откриете, че имате дефектен кондензатор, диод или транзистор, който група преди това е свързала неправилно и е унищожила

Горните стъпки трябва да разрешат много от проблемите, възникнали при основното изграждане на вериги, но ако всичко изглежда добре и все още не работи, може да е време да разглобите всичко, да проверите отново всички стойности на резистора и да проверите всички компоненти, които са могат да бъдат тествани с наличното оборудване. Повечето схематични диаграми - особено тези, използвани за лаборатории в академичната среда - са изграждани и проверявани многократно, така че е малко вероятно въпросът да е в схематичния дизайн. Ако обаче създавате прототипи на собствената си верига и не можете да разрешите проблеми чрез отстраняване на проблеми, може да е най-полезно да се върнете към чертожната дъска и да анализирате модела на веригата си за недостатъци.

Стъпка 5: Не се отказвайте

Много е лесно да се разочаровате при изграждането на малки вериги. Има буквално безброй вариации за това как потенциално нещата могат да се объркат. Някои проблеми са много по -трудни за отстраняване от други. Въпреки че е по -лесно да се каже, отколкото да се постигне, не позволявайте на облака на разочарованието да прецени. Направете крачка назад, охладете се и оценете ситуацията от логическа гледна точка. Почти излизах от лабораториите многократно поради разочарование, но открих, че един проводник е бил изключен някъде или изходът на сигнал не е бил включен. По -често проблемът във веригата е само малка подробност. Предприемането на логически и методични стъпки за оценка на веригата и идентифициране на проблема обикновено води до разрешаване. Има толкова много аспекти на електрониката за изследване, не позволявайте на неуспехите или неуспехите да ви позволят да се откажете от това възнаграждаващо начинание!