5 sėkmingo „Breadboarding“patarimai: 5 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Mano vardas Jeremy, aš esu jaunesnis Ketteringo universitete. Kaip elektrotechnikos studentas, turėjau galimybę daug valandų praleisti laboratorijose, kurdamas mažas grandines ant lentų. Jei turite patirties mažų grandinių kūrime ir „pasidaryk pats“elektronikos projektuose, čia gali būti daug naudos. Šios instrukcijos tikslas - aptarti pagrindinius lentos naudojimo pagrindus, supažindinti su įprastais komponentais ir sukurti mažas grandines. Be to, trumpai aptarsiu, kaip organizuoti grandinę, taip pat kai kurias trikčių šalinimo strategijas tais atvejais, kai viskas klostosi blogai.

Manoma, kad tai skaitantis asmuo turi tam tikrų žinių apie elektronikos ir terminijos pagrindus: srovės srautą, įtampą, poliškumą, laidumą, trumpąjį jungimą, atvirą grandinę, sankryžą ir šališkumą. Be to, daroma prielaida, kad skaitytojas yra susipažinęs su laboratorijoje naudojamais maitinimo šaltiniais.

Rašau tai, nes man patinka kurti mažas grandines laboratorijose ir pastebėjau keletą bendrų problemų ir klaidų. Tikiuosi, kad tai padės žmogui, tik pradedančiam kelionę į elektronikos atradimą, surasti kažką naudingo, kuris išgelbės jį nuo galvos skausmo, su kuriuo susidūriau pakeliui, ir atvers duris mažos grandinės kūrimo džiaugsmui!

1 žingsnis: „Breadboard“

Kas yra duonos lenta ?:

Populiarus grandinių prototipų kūrimo ir bandymo įrankis, leidžiantis vartotojui greitai prijungti ir pakeisti komponentus bei lengvai sujungti. Naudojant duonos lentą galima greitai surinkti ir keisti grandines be litavimo reikalavimų.

Konfigūracija:

Gnybtų juostos: eikite horizontaliai, eilučių numeriai padidinami penkiais, o stulpelių raidės - po penkias. 1 eilutė, A – E stulpeliai sudaro vieną ištisinį kontaktinį tašką arba sandūrą, o 1 eilutė, F – J stulpeliai sudaro kitą

Autobusų juostos: važiuokite vertikaliai poromis kiekvienos pusės ilgiu ir pažymėkite „+“arba „-“. Visa + juostelė yra viena ištisinė jungtis, o - juostelė yra nepertraukiama sankryža, leidžianti daugelį komponentų prijungti prie maitinimo šaltinio

Skylė / griovelis: veikia duonos lentos vertikaliai tarp gnybtų juostų. Eilutės yra nepertraukiamos ties šiuo grioveliu, todėl galima naudoti integruotus grandynus (IC)

Duonos lentas galima įsigyti įvairių dydžių ir stilių, tačiau aukščiau pateiktas konfigūracijos aprašymas išlieka tas pats, nesvarbu, ar turite pusiau duoną, ar didesnį modelį su maitinimo gnybtais ir keliomis lentomis, pritvirtintomis prie metalinės plokštės.

Norint, kad jūsų grandinės būtų sėkmingos, labai svarbu tvirtai suvokti duonos lentos kontaktinių taškų išdėstymą. Tinkamai naudojant, duonos lenta yra puikus įrankis kuriant grandines ir atliekant pakeitimus!

2 žingsnis: žinokite savo komponentus

Elektroninės grandinės konstrukcijoje susidursite su įvairiais komponentais. Nors tai nėra baigtinis sąrašas, pabrėšiu kai kuriuos dažniausiai pasitaikančius komponentus, jų paskirtį ir įspėjimą dėl naudojimo. Daugelį galvos skausmų galima išvengti tinkamai tvarkant ir naudojant komponentus. Jei tik pradedate elektroniką, galite rasti daug komponentų rinkinių, kurie suteiks pagrindus už mažiau nei 20 USD.

Rezistorius: (matuojamas omais) Atsparus srovės srautui grandinėje. Priklausomai nuo išdėstymo grandinėje, galima naudoti įtampą ar srovę. Rezistoriai turi spalvotas juosteles, kurios nurodo jų atsparumo vertę omais ir toleranciją. Lentelė naudinga nustatant varžos vertes. Rezistorius gali būti dedamas bet kuria kryptimi grandinėje ir veiks taip pat (jis neturi poliškumo).

Foto rezistorius: atsparus srovės srautui. Atsparumo vertė kinta priklausomai nuo aplinkos šviesos. Galima naudoti pritemdant arba įjungiant grandinę esant silpnam apšvietimui.

Kondensatorius: (matuojamas faradais) Kondensatorius kaupia energiją, kuri vėliau gali būti išsklaidyta į grandinę. Jis veikia kaip nuolatinės srovės blokas, tačiau leidžia praeiti kintamajai srovei. Kondensatoriai gali būti plačiai pritaikomi - nuo dažnio filtravimo iki lyginimo raukšlių lygintuvo grandinėje. Svarbu pažymėti, kad nors keraminiai diskiniai kondensatoriai nėra poliniai komponentai, reikia būti atsargiems su elektrolitiniais kondensatoriais, nes jie turi tam skirtą laidą, skirtą prijungti prie teigiamų ir neigiamų gnybtų, ir gali būti pažeisti, kai jie dedami atgal.

Tranzistorius: Tranzistorius yra puslaidininkis, kuris reguliuoja srovės srautą, stiprina signalus arba veikia kaip jungiklis. Yra daug skirtingų tranzistorių tipų, tačiau svarbiausias aspektas kuriant ankstyvą grandinę (darant prielaidą, kad naudojate tinkamą tranzistorių) yra tai, kad reikia stengtis išvengti statinio šoko šiems komponentams.

Diodas: Diodas yra puslaidininkis, kuris veikia kaip vienpusis atbulinis vožtuvas dabartiniam srautui. Kai į priekį nukreipta srovė, srovė patenka į anodą (+ laidas) ir išteka iš katodo (- švino). Tačiau atvirkštinio poslinkio atveju jis veikia kaip atviras jungiklis ir per komponentą neteka srovė. Reikia atsižvelgti į orientaciją, nes diodo uždėjimas atgal sukels nepageidaujamą grandinės veikimą arba diodą.

Šviesos diodas (L. E. D): specialus diodas, kuris laidžiai skleidžia šviesą. Naudojamas daugelyje mažų programų, kur reikia rodiklių. Privalumai yra labai mažas energijos suvartojimas ir labai ilgas tarnavimo laikas.

Integruotas grandynas: Paskutinis mano pristatytas komponentas yra integruotas grandynas (IC). Čia yra per daug variantų, kuriuos reikia išvardyti, tačiau yra keletas operacinių stiprintuvų, laikmačių, įtampos reguliatorių ir loginių matricų. Integruotieji grandynai sudaro visą grandinę mažame luste ir gali turėti rezistorius, diodus, kondensatorius ir tranzistorius, esančius mikroschemoje, mažesnėje už centą. Yra mikroschemų numeravimo taisyklė IC mikroschemoje, mikroschemos paviršiuje yra įtrauka arba taškas, o tai atitinka 1 kaištį, tada kaiščiai iš eilės sunumeruojami šonu, o kita - atgal.

ATSARGIAI! Integruoti grandynai gali būti sunaikinti nuo statinio smūgio.

Kartu su aukščiau išvardytais komponentais yra induktoriai, relės, jungikliai, potenciometrai, kintamieji rezistoriai, septynių segmentų ekranai, saugikliai, transformatoriai … jūs suprantate! Greita paieška internete suteiks daug naudingos informacijos (pavyzdžiui: komponentų apžvalgos, ką daro tranzistorius ?, kondensatorių tipai)

Labai naudinga žinoti pagrindinę informaciją apie naudojamus komponentus, nesvarbu, ar jie jautrūs statikai, ar ne, ar jie turi poliškumą. Jūs ne tik sutaupysite laiko, pinigų ir galvos skausmo; tačiau greičiausiai grandinė veiks greičiau, kaip norima!

3 žingsnis: organizacija yra būtina

Organizacija - kodėl tai svarbu?:

Aukščiau pateiktos grandinės (dešinėje pusėje) yra vienodos funkciniu požiūriu, tačiau atrodo labai skirtingai. Nors pirmasis naudoja mažiau laidų, tai nėra pageidaujamas būdas kurti mažas grandines. Duonos lentoje yra daug vietos mažoms grandinėms; nebijokite išnaudoti šios erdvės!

Nors pasirinkimas, ką naudoti potencialiems klientams, yra asmeninis, pora dalykų gali žymiai palengvinti gyvenimą. Daugelis žmonių naudos varinę vielą ir patys gamins laidus, tačiau man labiau patinka džemperiai, kuriuos galima pigiai įsigyti internetu. Džemperiai yra pagaminti iš vielos sruogų, palyginti su standžia varine viela, o jų gale yra smeigtukas, kad būtų lengviau naudoti. Sruogų pranašumas yra tas, kad laidai yra daug lankstesni, todėl yra mažesnė tikimybė nutraukti ryšį ir yra didesnis lankstumas. Paskutinė pastaba apie laidus, labai naudinga „spalvoti kodą“savo laidams taip, kad jums būtų lengva sekti (paveikslėlis kairėje aukščiau). Pavyzdžiui, aš mėgstu išlaikyti raudoną ir juodą laidus savo teigiamai ir neigiamai įtampai (atitinkamai), dažnai naudoju pilką arba oranžinę spalvą bendram pagrindui, mėlyną - įvesties signalui, o baltą arba geltoną - vidinėms sankryžoms. Jei turite kelis maitinimo šaltinius ir įvestis iš signalų generatoriaus, naudinga padaryti žymes savo laidams ir pažymėti juos, kad vėliau būtų užtikrintas tinkamas ryšys.

Kalbant apie scheminę schemą, viskas yra daug lengviau, jei sudedate komponentus ant lentos kuo arčiau schemos išdėstymo. Tokiu būdu galite akimirksniu pamatyti savo komponentų vertes, taip pat lengviau atsekti signalų kelius / pašalinti gedimus. Daugumos mokyklų laboratorijos dažnai nurodo išmatuoti įtampą ar srovę tam tikrame grandinės taške; tokiais atvejais, kai jūsų grandinė fiziškai atspindi schemą, yra didžiulė pagalba! Galiausiai, patekus į sudėtingesnes ir pažangesnes grandines, svarbu, kad jautresni komponentai (pvz., Integriniai grandynai) nebūtų atokiau nuo induktorių, relių ir kitų komponentų, kur jie gali būti pažeisti dėl magnetinių laukų.

Jei kuriama grandinė turi vieną (ar daugiau) integrinių grandynų, komponentų ir laidų, reikalingų grandinei sukurti, skaičius gali greitai sutrikti. Kad sumažintumėte netvarką ir palengvintumėte savo darbą, dažnai naudinga integruotą grandinę pastatyti atokiau nuo visų kitų plokštės dalių, o kitus komponentus su laidais sudėti į IC kaiščius. tokiu būdu vėliau daug lengviau iššifruoti dalykus. Jei grandinė vėliau bus integruota į nuolatinę formą, galite viską sujungti, kad tilptų į mažesnę erdvę.

4 veiksmas: pagrindinis trikčių šalinimas

Viskas gerai - kol to nebus!

Taigi jūs atlikote namų darbus, suprantate savo komponentus, o grandinė sukurta tiksliai taip, kaip nurodyta instrukcijose. Pasukite maitinimo jungiklį… ir… NIEKO! Neretai sukuriama nedidelė grandinė ir vėliau atrandama, kad kažkas negerai. Visa tai yra mokymosi proceso dalis. Žinojimas, nuo ko pradėti trikčių šalinimą, gali sumažinti problemų ir dirginimą.

Maitinimo šaltinis: paprastai geriausia pradėti trikčių šalinimą, užtikrinant, kad į grandinę patektų elektros energijos. Jei grandinė valdoma su baterija, naudokite daugiametrą, kad patikrintumėte įtampą ir įsitikintumėte, kad jų pakanka „sulčių“grandinei maitinti. Jei naudojamas maitinimo šaltinis, reikia atsižvelgti į daugelį veiksnių:

Maitinimo režimas: Daugelis maitinimo šaltinių gali tiekti pastovią srovę (cc) arba nuolatinę įtampą (cv). Norint užtikrinti tinkamą veikimą, svarbu įsitikinti, kad pasirinktas tinkamas nustatymas. Dauguma mažų projektų bus prijungti prie maitinimo šaltinio pastovios įtampos režimu

Įžeminimas / neigiama įtampa: jei jūsų projektą maitina akumuliatorius, tai greičiausiai nebus problema. Naudojant maitinimo šaltinį, dažnai grandinėms bus taikoma neigiama įtampa (pvz., Operaciniam stiprintuvui), taip pat bendros žemės. Svarbu suprasti skirtumą, o ne laikyti, kad neigiama įtampa ir bendra žemė yra keičiamos

Maitinimo šaltinio nustatymai: jei naudojama neigiama įtampa, įsitikinkite, kad žinote, kaip reguliuoti maitinimo šaltinio nustatymus. Tai gali skirtis priklausomai nuo gamintojo, tačiau paprastai tai bus padaryta naudojant pasirinkimo jungiklius, esančius įrenginio priekyje. Pirmą kartą naudodamas maitinimo šaltinį -12 voltų tiekimui į operacinį stiprintuvą, nepavyko patikrinti, ar įtampos nustatymai buvo pakoreguoti tiek +, tiek maitinimo šaltiniams. Dėl to aš daugiau nei valandą praleidau atkurdamas / dar kartą patikrindamas savo grandinę

Grandinės konfigūracija

Palyginkite schemą ir grandinę, jei sukūrėte savo grandinę, kad išdėstytų schemą, šis žingsnis yra daug paprastesnis.

Patikrinkite polinių komponentų (diodų, kondensatorių, tranzistorių) orientaciją

Įsitikinkite, kad sudedamųjų dalių laidai neliečia, sukuriant trumpojo jungimo sąlygas

Patikrinkite gnybtų juosteles, įsitikinkite, kad visi komponentų laidai ir laidai yra tvirtai įkišti į kontaktinį tašką ir kad visi komponentai, kurie turėtų sudaryti jungtį, iš tikrųjų tai daro. Nesunku atsitiktinai persikelti į kitą gnybtų juostą, kai viskas tampa netvarkinga. Tai sukuria pertrauką (arba atvirą grandinę)

Jei viskas gerai atrodo naudojant maitinimą, komponentų orientaciją ir laidus, pradėkite įtarti sugedusį komponentą. Jei grandinėje yra IC, kartais tik jos pakeitimas gali išspręsti problemą. Be to, jei esate laboratorijos aplinkoje ir perdirbate komponentus, galite pastebėti, kad turite sugedusį kondensatorių, diodą ar tranzistorių, kurį grupė anksčiau neteisingai prijungė ir sunaikino

Pirmiau minėti veiksmai turėtų išspręsti daugelį problemų, su kuriomis susiduriama kuriant pagrindinę grandinę, tačiau jei viskas atrodo gerai ir vis tiek neveikia, gali būti laikas viską sugriauti, dar kartą patikrinti visas rezistorių vertes ir patikrinti visus galima išbandyti su turima įranga. Dauguma scheminių schemų, ypač tų, kurios naudojamos laboratorijose akademinėje aplinkoje, buvo sukurtos ir patikrintos kelis kartus, todėl labai mažai tikėtina, kad problema slypi scheminiame dizaine. Tačiau jei prototipuojate savo grandinę ir negalite išspręsti problemų šalindami problemas, gali būti naudingiausia grįžti prie piešimo lentos ir išanalizuoti savo grandinės modelį, ar nėra trūkumų.

5 žingsnis: nepasiduokite

Statant mažas grandines labai lengva nusivilti. Pažodžiui yra daugybė variantų, kaip viskas gali suklysti. Kai kurių problemų sprendimas yra daug sunkesnis nei kitų. Nors lengviau pasakyti, nei įvykdyti, neleiskite nusivylimui apsispręsti. Ženkite žingsnį atgal, atvėsinkite ir įvertinkite situaciją iš loginės perspektyvos. Dėl nusivylimo kelis kartus beveik išėjau iš laboratorijų, tik sužinojau, kad vienas laidas kažkur buvo atjungtas arba nebuvo įjungtas signalo išėjimas. Dažniausiai problema grandinėje yra tik maža detalė. Imantis logiškų ir metodinių veiksmų grandinei įvertinti ir problemai nustatyti paprastai išsprendžiama. Yra tiek daug elektronikos aspektų, kuriuos reikia ištirti, neleiskite nesėkmėms ar nesėkmėms atsisakyti šių naudingų pastangų!