Беспаечная макетная плата для Ардуино: как пользоваться для монтажа

Содержание
  1. Макетная плата в электронных схемах
  2. Советы по работе c паяными платами
  3. Печатная и беспаечная макетная плата: как пользоваться?
  4. Как правильно пользоваться
  5. Короткое замыкание.
  6. О работе с Китаем в сфере заказа изготовления плат
  7. Конструкция и устройство макетной платы
  8. Макетная плата без пайки — breadboard
  9. Устройство беспаечной макетной платы
  10. Электрическая цепь
  11. Кнопка
  12. Монтаж накруткой. Самодельная макетная плата
  13. Первые трудные шаги
  14. Концепт платы
  15. Делаем!
  16. Дополнительные инструменты
  17. Купить макетную плату
  18. Без единого гвоздя
  19. Как сделать макетную плату своими руками
  20. Самодельная макетная плата
  21. Макетная плата
  22. Подготовка и экранирование
  23. Ты помнишь, как всё начиналось…
  24. Собираем простые схемы на макетной плате
  25. Упражнение 1. Заставим светодиод гореть.
  26. Упражнение 2. Схема с двумя светодиодами подключенными последовательно и кнопкой.
  27. Упражнение 3. Параллельное подключение светодиодов
  28. Подключение светодиода к плате Arduino.
  29. Схема макетной платы
  30. Макетные платы с монтажом радиодеталей посредством пайки
  31. Универсальные макетные платы для пайки
  32. Узкопрофильные макетные платы для пайки
  33. Комбинированные макетные платы для пайки
  34. Электрическая цепь
  35. Основные виды макетных плат для Arduino
  36. Шина питания

Макетная плата в электронных схемах

Реальный проект Arduino редко содержит менее 5-10 связанных между собой элементов схемы. Даже в известной простой схеме маяка используются 2 элемента, светодиод и резистор, которые необходимо как-то соединить между собой. И здесь возникает вопрос, как это сделать.

Доска разделочная бесшовная, большая
Доска разделочная бесшовная

В настоящее время на этапе прототипирования в электронике и робототехнике используются следующие основные способы установки:

  • Сварка. Для этого используются специальные платы с отверстиями, в которые вставляются детали и соединяются между собой пайкой (при помощи паяльника) и перемычками.
  • Переплетаются. С помощью этой технологии контактные соединения устройств объединяются с макетной платой путем наматывания чистого провода на штыревой контакт.
  • Монтажная бесшовная доска. Английский вариант названия беспаечной макетной платы — «макетная плата.
  • Также можно натереть контакты руками или зубами, приклеить клеевым пистолетом, закрепить малярным скотчем или скотчем. В этой статье мы не рассматриваем такие экзотические варианты.

Доска разделочная для монтажа под сварку
Доска разделочная для монтажа под сварку

Самый современный вариант прототипирования — это беспаечный макет, имеющий неоспоримые преимущества:

  • Возможность отладки срабатывает большое количество раз, меняя модификацию схем и способов подключения устройств;
  • Возможность соединения нескольких досок в одну большую, что позволяет работать с более сложными и крупными проектами;
  • Простота и скорость прототипирования;
  • Долговечность и надежность.

Разделочная доска для Arduino
Блюдо для хлеба

Конечно, у этого варианта крепления есть и недостатки:

  • В реальных проектах соединения на плате будут не такими надежными, как при пайке. Любая вибрация медленно ослабит контакты, и со временем это обязательно приведет к неожиданным проблемам. Поэтому в реальных проектах используются другие виды монтажа элементов.
  • Внешний вид проектов с лапшой в виде ниток на бесконечных пустотах доски нельзя назвать профессиональным и эстетичным. Они хотят, чтобы это видение всегда восхищало публику и формировало проектный имидж чего-то «ужасно сложного, поскольку нитей очень много”.
  • Карта при таком способе установки будет занимать все больше места из-за торчащих кабелей. Это означает, что ему нужен корпус большого объема с креплением и защитой от вибрации.
  • Стоимость разделочной доски. Карты хоть и не дорогие устройства, но покупать их все же нужно в дополнение к микроконтроллеру и другим элементам. К счастью, сегодня на рынке представлено большое количество недорогих вариантов и готовых комплектов с печатными платами. Некоторые варианты можно найти в следующем разделе нашей статьи.

Несмотря на некоторые недостатки, у новичков практически нет альтернативных вариантов по простоте и доступности для установки первых схем. Сегодня можно встретить огромное количество проектов, в которых все элементы размещены точно на макетной плате. Практически все примеры из учебников по робототехнике и основам Arduino используют этот вариант крепления. Поэтому рекомендуем вам поближе познакомиться с этим конструктивным элементом.

Советы по работе c паяными платами

Вот несколько полезных советов по правильной сборке платы:

  • Сразу обрезайте доску нужного размера. Для этого подойдут обычные ножницы, резак, ножовка. Вы также можете просто пробить его сквозь отверстия, а затем зачистить края.
  • Если вы не собираетесь использовать доску в это время, больше не прикасайтесь к участкам фольги руками. Руки могут быть влажными, что разъедает поверхность и ухудшает контакт.
  • Если появляются оксиды или загрязнения, очистите их наждачной бумагой или обычной резиной.
  • Радиоэлементы устанавливаются с той стороны, где нет пленок. Кабели вставляются в отверстия и закрываются сзади.
  • Синий цвет токопроводящих дорожек указывает на «минус» схемы, красный «плюс» и зеленый используется по вашему усмотрению. Дорожки отмечены на одной стороне пленки.
  • Самое главное размещение деталей — в вертикальном положении, так как в этом случае ошибка приведет к неправильно собранной цепи.

Обратите внимание, что оба типа макетов могут иметь слоты по бокам. Это необходимо тем, кто собирает большое устройство, состоящее из нескольких модулей. Слоты позволяют собрать большую карту из нескольких маленьких.

Печатная и беспаечная макетная плата: как пользоваться?

Монтаж на беспаечный макет сводится к установке деталей в разъемы и их соединению перемычками (специальными или самодельными). Следует помнить, что разъемы в линиях соединены, и ошибка может привести к короткому замыканию.

Как использовать макет для пайки, объяснять не нужно — достаточно вставить детали в отверстия и припаять их друг к другу и к перемычкам. Но пайку нужно производить осторожно, так как при частом перегреве подшипники и следы контакта отслаиваются от платы.

Как правильно пользоваться

Для успешного и эффективного использования макета также потребуются следующие устройства:

  • несколько монтажных проводов диаметром 0,4-0,7 мм для установки различных перемычек и подключения блока питания;
  • бокорезы;
  • плоскогубцы;
  • пинцет.

Паяльник для беспаечной установки, конечно, не понадобится, но, возможно, потребуется припаять провода к клеммам источника питания, если нет съемных изделий. Иногда для изготовления экрана необходимо использовать сварку.

Зная расположение токопроводящих дорожек на макетной плате, легко установить любую схему и, подключив ее к источнику питания, проверить ее работу. Для сборки просто вставьте компонентные кабели в клеммы разъема и подключите их в желаемой последовательности.

В этом случае необходимо четко понимать расположение токопроводящих дорожек, чтобы предотвратить короткое замыкание. Разъемы используются, когда необходимы контакты между дорожками на макетной плате.

Если диаметр штифтов деталей не подходит к монтажным отверстиям, к ним можно приварить или намотать отрезки подходящей проволоки. Чипы и компоненты в пакетах BAG устанавливаются в центре платы.

Короткое замыкание.

Главное, собирая схемы на макетной плате, не собирать короткое замыкание. Что такое короткое замыкание? Это когда мы не подключаем контакты схемы, как предполагалось, и через цепь течет очень большой ток. Всегда следует проявлять осторожность при установке схем на макетной плате, чтобы не было коротких замыканий.

В нашей инструкции по работе с макетом мы подготовили для вас несколько схем. Попрактикуемся: попробуем определить, где короткое замыкание.

Здесь короткое замыкание? Инструкция по работе с макетом.
Рис. 8. Здесь короткое замыкание?

Найдите короткое.
Рис. 9. Найдите короткое.

Короткое замыкание есть или нет?
Рис. 10. Есть короткое замыкание или нет?

О работе с Китаем в сфере заказа изготовления плат

В моем посте о создании фреймов один человек написал следующий комментарий:

Итак, я недавно заказал шарфы для изолированного программатора Stlink. Заказал всего 10 досок, например. 5 панелей, на каждой по 2 вкладки. Для проверки прототипа и идеи достаточно множества досок. Показываю результат, который пришел ко мне, а также цены. Фото шарфа:

Все красиво, все отлично! Заводское качество. Посмотрим на цену:

124р за изготовление. Вынесите 479 руб. В цену включена упаковка пленка + коробка. Срок изготовления был пару дней, доставки по почте ждал дольше (дней 15-20).

И кроме того, открываю коробку, там какой-то брелок или ручка. На этот раз в коробке меня ждал такой брелок (сколько стоит, чтобы можно было только догадываться):

Меня уже перестали удивлять такие цены 🙂 О технологиях лазерного железа и фоторезиста можно забыть, если проекты сильно не горят и есть время ждать заводских карт. Фоторезист пока не освоил, хотя все для него куплено и пару лет лежит в шкафу. Срочные делаю с баблом, жду заказ у китайцев.

Конструкция и устройство макетной платы

Макетные платы различаются по размеру, количеству дорожек и материалу корпуса (см. Фото ниже). Для изготовления корпуса может использоваться полупрозрачный цветной и белый пластик, играющий роль изолятора и основы всей конструкции. На обратной стороне корпуса есть самоклеющаяся бумага, и при необходимости карту можно прикрепить к любой поверхности для дополнительной надежности.

Стандартный шаг макета (расстояние отверстий друг от друга) составляет 2,54 мм и подходит для подключения подавляющего большинства микросхем, кнопок и других радиодеталей. Стандартный диаметр (размер) отверстия составляет 0,8 мм. Если ножка детали с трудом входит в отверстие, лучше припаять подходящий провод, чтобы не испортить соединительные (пневматические) контакты на макетной плате.

На макетной плате есть два типа направляющих: штыри, соединяющие пять отверстий на линии, и шины питания, идущие по всей длине макета. Контактные группы предназначены для соединения частей в цепи. Шины питания используются для увеличения портов питания на плате Arduino, то есть они подключаются через разъемы (провода) к портам 5V и GND на микроконтроллере.

Макетная плата без пайки — breadboard

Чаще всего люди, не знакомые с современными технологиями, словом «электроника» представляют человека с паяльником на голове. И это не случайно. На самом деле практически каждый, кто занимается электроникой и техникой труда, умеет пользоваться этим волшебным инструментом. Но означает ли это, что для сборки электронного устройства требуются навыки пайки? Ответ — нет!

В этом уроке мы познакомимся с так называемыми беспаечными макетами, на которых можно собирать очень сложные схемы, не прибегая к паяльнику.

Устройство беспаечной макетной платы

Ниже представлена ​​типичная макетная плата, на которой для сборки схем используются соединительные кабели.

Доска представляет собой пластиковую доску с дырочками. В эти отверстия можно вставить соединительные кабели, микросхемы, резисторы, светодиоды, кнопки и другие элементы с тонкими заостренными металлическими проводами. Расстояние между отверстиями 2,54 мм. Это стандартное расстояние, поэтому многие электронные компоненты идеально подходят для этой платы.

Самое главное в такой макетной плате — это скрытые соединения между отверстиями. Схема этих подключений представлена ​​на рисунке.

Расположенные ближе всего к центру платы проводники подключаются вертикально. По краям платы проходят длинные горизонтальные проводники, которые чаще всего называют силовыми шинами.

Как использовать макетную плату без пайки? Давайте посмотрим на несколько примеров.

Электрическая цепь

Допустим, у нас есть резистор, светодиод и «коронная» батарейка. Давайте соединим их вместе, используя макетную плату.

Сначала включаем светодиод.

Затем ставим резистор таким образом, чтобы одна из его ножек была либо ниже, либо выше анода светодиода (анод — положительный вывод, он длиннее катода). Используем резистор 1 кОм.

Скрытые проводники выделены зеленым цветом.

Теперь подключим все к аккумулятору. Положительная клемма аккумулятора подключена ко второй ножке резистора, а отрицательная клемма — к катоду светодиода (короткая ножка).

Цепь замкнута и светодиод мигает мгновенно!

Кнопка

Добавим в цепочку кнопку с часами.

Теперь, чтобы замкнуть цепь, нужно нажать кнопку. Нажимаем на кнопку: загорается светодиод!

Монтаж накруткой. Самодельная макетная плата

В прошлой статье мы рассмотрели технологию монтажа с накидом. Но практика — критерий истины. Также DIHALT задал конкретный вопрос о том, что делать с деталями? Понятно, что детали кладутся на плату с одной стороны, а все соединения производятся с другой (вроде логично, но как?). Есть уже готовые платы для сборки с накидом, но они очень дорогие.

Первые трудные шаги

В конце первой части я рассказал о практическом применении и проблемах, с которыми столкнулся. Сейчас я разрабатываю дизайн синтезатора на ПЛИС и прохожу непрерывные эксперименты, поэтому схемы постоянно меняются. Постоянно требуются повторные коммутации.

Если внутри ПЛИС достаточно передавать сигналы на другие выводы, то на плате все происходит не так быстро. Я использовал циклическую настройку для увеличения скорости смены схемы, ее надежности и устойчивости к множественным изменениям. Но не все так гладко.

Мой проект состоит из двух плат: платы, на которой расположена микросхема ПЛИС, и платы расширения для нее — синтезатора. Платы подключаются через 40-контактный разъем с помощью ленточного кабеля. Кроме того, я сделал всю схему на плате расширения путем поверхностного монтажа. То есть провода припаяны прямо к контактам разъема.

И чтобы перейти к монтажу по периметру, мне нужно подвести эти 40 линий к той стороне платы, где будут находиться штыри. Туда например привожу, например, 8 резисторов по 10 кОм. Я делаю то, что решил раньше. Вставляю стойки в доску. Балансирую радиоэлементы сверху на стойки. В случае с разъемом провода пришлось припаять.

Все прошло очень плохо: давно не надежно, не удобно, не красиво. К тому же стойки были очень плохо луженые и паять их было очень сложно.

Приколите вверху, чтобы перейти к Wire Wrap. Под ними есть разъем. И 20 рогаликов — нить. Под 8 резисторов припаян к полюсам

То же — с другой стороны: верхний ряд — стойки разъемов, ниже — два ряда стоек, к которым припаяны резисторы

Потратив 3 часа и проделав только половину работы только с разъемом, и кое-как припаяв 8 резисторов, я лег спать с грустными мыслями.

Были две мысли:

  1. Я не правильно устанавливаю элементы
  2. надо что-то поправить с тем, что стойки плохо луженые

И перед сном у меня была интуиция!

Концепт платы

Панели Finished Wire Wrap обычно изготавливаются таким образом.

Элементы устанавливаются с одной стороны

С другой стороны, все выходит на булавки

Длинные булавки. А кроме штифтов с другой стороны там просто ничего.

И почему я этого не делаю? Почему я вставляю стойки, никак их не фиксирую и закрепляю радиоэлементы на стойках?

Это не имеет смысла! Радиоэлементы надо как обычно распаять только на макетной плате, а контакты вывести на другую сторону, где нет медных проводников!

Осталось только исправить проблему с лужением. Проблема решилась с помощью стрима F38N. Совершенно не понимаю, как мне удалось без него жить!

Делаем!

Возьмем изогнутые китайские доски:

Стойка

Паяльник (у меня машина на 12 вольт с зарядкой оттуда) третья рука, мой любимый припой POS-61 1,5мм два метра, а отверстие этой капли — F38N, еще есть тонкая трубка в которой Я взял немного кислоты и нанес ее на стойки.

Отпилить с доски лишнее, кожу, обезжирить. Полки своими руками. Устанавливаем на плату и припаиваем. Благодаря флюсу и ПОС-61 в катушке паять было одно удовольствие! Быстро и красиво.

С торца платы делаю две планки по 20 из стоек, это разъем для подключения к плате ПЛИС. Так же есть два провода: силовой.

Вся остальная проводка на печатной плате предназначена исключительно для прототипирования схемы, которую я хочу.

Со стороны печатной разводки припаяем дискретные элементы — микросхемы, резисторы, конденсаторы и подключим их к одной из стоек там же. А еще лучше сварить панели и быстро вставить в них все элементы

А с другой стороны уже соединяет элементы кожухом (справа две линии — силовые).

Дополнительные инструменты

Что не входит в комплект, но понадобятся или могут понадобиться:

  1. Пинцет. Нам сделали маникюр.
  2. Аккумулятор «Крона» 9В
  3. Крестовая отвертка — одна из цепей имеет вывод. Затяните провода внутри отверткой Phillips по часовой стрелке.
  4. Приспособление для пайки «третьих рук»: это то, без чего можно обойтись, хотя он постоянно упоминается в инструкциях и в брошюре. С ним, конечно, было бы удобнее, но если собрать все детали на плате и потом витки, то обе платы, входящие в комплект, будут относительно устойчивыми и паять будет удобно в принципе без дополнительных приспособлений.
  5. Увеличительное стекло
  6. Насос для демонтажа
  7. Очки и респиратор
  8. Держатель паяльника
  9. Вентилятор / экстрактор

Из всего этого списка он будет довольно плотным только без первых двух пунктов. На этот раз опорой сварщика стал робот из предыдущего поста. Остальное для установки двух небольших плат было бы действительно излишним.

Но нелишне будет помнить, что при пайке выделяются пары олова, которые не очень полезны для здоровья. Пайка двух схем, входящих в комплект, заняла у меня не более 10 минут, и я не заболел. Однако небольшой вентилятор, выпускающий дым в сторону, или, по крайней мере, открытое окно — это стандартная и очень хорошая практика. Также после сварки следует мыть руки. Глаза тоже надо защищать: может отлететь ножка детали, укушенная плоскогубцами, или в процессе сварки (даже если мы не улетели) может отлететь капля раскаленной жести. Поэтому надевайте защитные очки. Заботиться о себе!

Купить макетную плату

Мы традиционно сделали подборку самых популярных карт, которые можно купить в интернет-магазинах, и предоставили ссылки на самых надежных поставщиков на Алиэкспресс.

3 в одном комплекте: макетная плата MB102 с блоком питания 3,3 В / 5 В и комплектом из 65 кабелей Доска разделочная MB102 Доска разделочная 830 pin Набор из 6 мини-макетов 170-контактный мини-макет для Arduino
Плата для разработки 4-в-1 — 700 слотов от известного бренда WAVGAT Стандартная плата разработки 8,5 см x 5,5 см 400 разъемов Стартовый комплект: набор макета, Arduino и кабелей

Без единого гвоздя

1. Берется кусок гетинакса или текстолита подходящего размера.

Естественно срыв. Иначе это можно было бы сделать намного быстрее. И получилось бы получше, но я очень сомневаюсь в долговечности такого изделия. Пленка имеет дурную привычку отслаиваться от основы при нагревании. Размеры определяются «потребностями клиента» и имеющимся материалом. Жил-был «монстр» размером примерно 20 × 40 см, слишком плохо, чтобы его потерять. Теперь я сделал его маленьким. Я пока не стремлюсь к большим масштабам. Можно припаять блок на пару-тройку транзисторов. Или даже что-то, что звучит на микросхеме, так как у них сейчас не так много контактов, и у них тоже не так много кузова.

2. Шилом, ножом или другим подходящим инструментом «царапают» на поверхности материала следы будущих контактных площадок. Я скопировал размеры, показанные на рисунке, с моего продукта. Если кому-то это нужно, это могут сделать другие.

3. По отметкам на месте будущих контактных площадок проделываются отверстия диаметром 2 — 3 мм (для площадок шириной 5 мм, как в моем случае).

4. И тогда отверстия на доске имеют такую ​​форму.

Для этого мне пришлось сделать инструмент из куска ножовки по металлу. Таким способом фрагмент шлифовали на наждаке.

Вместо самодельной «ножовки» вполне можно использовать треугольный напильник. Форма отверстий будет не такой маленькой, но свою задачу (предотвращать вращение лепестков) они выполнят точно так же. Только в тот момент под рукой не было очередей. И сверло нашлось всего 1,5 мм. Поэтому получилось абсолютно даже по бороздкам.

6 А затем из подходящего листа вырезаются полосы шириной 5 мм. В моем случае это была знаменитая банка сгущенки.

7. Полоски разрезают на части длиной примерно 24 мм (для платформ 8 × 5 мм). Кусочки складываются так:

Полученные изделия вставляются в описанные выше отверстия:

И они зарегистрированы.

Результат примерно такой.

Теперь вы можете безопасно паять свою конструкцию (если она не превышает размер платы или не собрана на субминиатюрных компонентах). Измеряйте и ориентируйте пути, вносите изменения в схему. А когда работает как надо, образует печать, тело и т.д.

Из-за того, что с обратной стороны платы выступают банки, конечно, необходимо работать с диэлектрической поверхностью. Что ж, не позволяйте металлу попасть под доску. В этом смысле доска с банками хорошо держится, если гвозди не слишком длинные — улыбнитесь — для дополнительной уверенности вы можете прикрепить кусок печатной платы (getinax) того же размера к плате снизу. Или адаптируйте ножки как на картинке от «UT», если доска достаточно большая.

Я согласен, что все можно сделать немного проще. Например, «дизайн» контактных площадок. (Я сам когда-то делал вариант, когда жестяную заготовку просто складывали пополам.) Да и саму плату тоже можно сделать из картона, если что-то новое делать не так часто и нет риска перегрева во время работы. В нем пазы для площадок прорезаются намного проще. (Когда-то он использовался, хотя и для многих других целей.)

Или вы можете вообще этого не делать. Но может быть кому-то будет полезно. Никогда не знаешь.

И напоследок — фото платы «в деле». То есть при проверке блока на следующий товар.

Это было далеко от цивилизации, нормальных приборов, приборов и радиодеталей.

Так что не удивляйтесь «музейным экспонатам», из которых все собрано. Все делалось только для выбора катушки, поэтому тип остальных элементов значения не имел. Также у моих друзей поблизости был осциллограф, который позволяет мне контролировать сигнал на радиочастотах, что для меня до сих пор остается в моих планах и мечтах. Приемник в фоновом режиме в этом случае действует как частотомер.

На данный момент изготовлено две таких карты. Надеюсь, они будут полезны при подготовке следующих статей.

Как сделать макетную плату своими руками

В прошлой статье мы рассмотрели технологию монтажа с накидом. Но практика — критерий истины.

Также DIHALT задал конкретный вопрос о том, что делать с деталями? Понятно, что детали кладутся на плату с одной стороны, а все соединения производятся с другой (вроде логично, но как?).

Есть готовые доски для рулонной сборки, но они очень дорогие. В этой статье я покажу свое решение о том, как сделать макет каркаса на плате, которую я сделал сам за пару часов.

Самодельная макетная плата

Очень часто при проектировании электронных схем возникает необходимость проверки правильности некоторых схемотехнических решений и даже при необходимости отладки какой-либо схемы прибегают к прототипированию на макетной плате.

Теперь очень просто купить специальную карту типа «Макетная плата», которая позволяет собирать электронные устройства без пайки, просто вставив кабели электронных компонентов и перемычки в гнезда для карт.

Макетная плата

Все люди в мире, молодые и старые, знают, что прежде чем что-то создавать, вы должны сначала создать модель этого «чего-то», будь то модель здания, стадиона или даже маленькой деревенской ванной комнаты.

В электротехнике это называется прототипом. Прототип — это рабочая модель устройства.

Поэтому опытные электронщики, прежде чем собирать устройство по схеме в Интернете, подготовленной кем-то, кто не понимает и почему, они должны убедиться, что эта схема действительно работает.

Поэтому схему нужно быстро собрать и убедиться, что она работает, то есть собрать модель. Что ж, для его сборки нам понадобится только макетная плата.

Подготовка и экранирование

Для работы с макетной платой, особенно если она предназначена для монтажа без пайки, необходимо предварительно провести подготовительные работы. Это тем более важно, если карта долгое время не использовалась.

Подготовка включает чистку макета от пыли. Для этого можно использовать мягкую щетку, пылесос или баллончик со сжатым воздухом для очистки отверстий.

Следующим шагом будет воспроизвести проводящие дорожки с помощью мультиметра, чтобы не тратить время на поиск возможной потери контакта при установке схемы.

При отладке устройств они могут выйти из строя из-за различных помех и индуцированных токов, возникающих при работе схемы. Для устранения этого явления необходимо применить экранирование макетных плат.

Для этого используют закрепленную снизу металлическую пластину, припаянную к общей шине, которая впоследствии станет отрицательной.

Ты помнишь, как всё начиналось…

Надеюсь, многие уважаемые датагорейцы помнят свои первые шаги в электронике. Они помнят, как выглядели их первые приемники, усилители или генераторы до того, как они были полностью протестированы, настроены, собраны на печатных платах и ​​помещены в корпуса.
В наших краях в 80-е было так (в других, думаю, тоже): простейшие схемы представляли собой «сеть» из проводов и деталей, на которых иногда страшно дышать.

Для диаграмм шахматную фигуру взяли посложнее. Контактные площадки были вырезаны из жести и прибиты гвоздями к одной доске рядами. Может, у родителей еще где-то в сарае есть такой товар. Именно на этих макетных платах радиолюбители нашего края, а не только нашего края, собирали и настраивали свои первые проекты. Замерили и отрегулировали режимы транзисторов, достигли требуемых параметров или хотя бы работали, прежде чем продукт пришел (или не пришел) на штатную плату, затем в корпус и обрадовал своего создателя.

Действительно — быстро, дешево и сердито. Я не буду говорить о недостатках такого «испытательного стенда». Это знают все, кто хоть раз им пользовался. Иногда в журналах типа «Радио» или «МК» появлялись советы, как сделать макеты из гетинакса или печатных плат с пленочным покрытием. Пример из МК»:

Щазз! Собрать его не всегда удавалось даже на простых печатных схемах. Большинство из них было выполнено с помощью «непечатной модификации», упомянутой в моей предпоследней статье. И я не видел причин отгораживать продукт, который в результате прослужит «полтора раза», потеряв все сайты.

Примерно в то время была изобретена конструкция, о которой будет рассказано ниже. Хотя «придумано», это уж слишком шумно. Скорее, это было сделано на основе аналогичных публикаций в тех же «Радио», «МК» и «UT» с учетом местных условий.

Вот пример из приложения к «Юному технику» за 1985 год.

Если не ошибаюсь, он эмигрировал туда из журнала «Радио» 70-х вместе со всеми недостатками, такими как свободное вращение контактных площадок в отверстиях и за такие огромные (даже по меркам 80-х) расстояния между ними. Эта конструкция была взята за основу. Правда, при изготовлении пришлось отказаться от «наворотов» и по возможности устранить недостатки «прототипа».

К сожалению, к моменту последнего изготовления такого макета (около года назад) под рукой не было камеры. Поэтому мне придется ограничиться рисунками и пояснениями, которые я сделал неправильно.

Собираем простые схемы на макетной плате

Попробуем соединить какие-то элементы и убедимся, что все работает. Чтобы построить эти простые схемы, мы будем использовать элементы:

Имя Функция подключения Какая функция у него есть Фото
ВЕЛ является полярным элементом, имеет + и — (или анод и катод) Красиво горит светоизлучающий диод (led)
Резисторы по нашему опыту нам понадобится сопротивление от 300 до 1000 Ом Ограничьте ток, чтобы светодиод не перегорел
Тактильная кнопка С двумя или четырьмя контактами Замыкает и размыкает цепь кнопка
Батарейный отсек С двумя батареями AA AA по 1,5 вольта каждая Подайте питание на схему держатель батареи
Плата Arduino Nano Он подключается к макетной плате Контроллер, позволяющий программировать электронные схемы

Упражнение 1. Заставим светодиод гореть.

Принципиальная схема. Собираем схему со светодиодом
Рис. 1 Принципиальная схема. Собираем схему со светодиодом

Для начала нарисуем схему, которую пытаемся собрать. Смысл схемы таков: через светодиод проходит электрический ток и он горит, а резистор ограничивает ток, чтобы светодиод не перегорел.

Наш вариант макетной сборки.

Пример сборки схемы на макетной плате. Инструкция по работе с макетом.
Рис. 2 Пример сборки схемы на макетной плате.

Учтите, что удобно подключать блок питания к горизонтальным рядам, делать из них + и общий. Эти обозначения на некоторых макетных платах являются лишь подсказкой для вас, поэтому их удобно подключать. На самом деле часто бывает удобно иметь общий «шинный» провод с плюсом и минусом. Но это не значит, что вы не можете подключить к нему что-то еще.

Упражнение 2. Схема с двумя светодиодами подключенными последовательно и кнопкой.

Немного усложним нашу схему, теперь с помощью кнопки включим два светодиода. Кнопка позволит нам замкнуть и разомкнуть цепь, а затем проверить, горят ли светодиоды.

Принципиальная схема работы 2. Последовательно подключите два светодиода.
Рис. 3 Принципиальная схема работы 2. Последовательно подключите два светодиода.

Попробуйте собрать эту схему самостоятельно. Ниже представлено наше решение.

Собираем схему с двумя светодиодами на макетной плате.
Рис. 4. Собираем на макетной плате схему с двумя светодиодами.

Упражнение 3. Параллельное подключение светодиодов

Следующая схема будет собрана с двумя параллельно включенными светодиодами. Напомним, что при последовательном соединении плюс одного элемента соединяется с минусом другого, а параллельно плюс (или анод) одного элемента соединяется с большей частью другого, даже с минусом (катодом).

Собираем схему с двумя параллельно включенными светодиодами на макетной плате.
Рис. 4. Собираем схему с двумя параллельно включенными светодиодами на макетной плате.

Подключение светодиода к плате Arduino.

В классе мы часто используем плату Arduino, наш компьютер, с помощью которого мы программируем электронные схемы и роботов. Давайте посмотрим, как использовать макетную плату с Arduino nano.

Принципиальная схема. Подключение светодиода к плате Arduino.
Рис. 6. Принципиальная схема. Подключение светодиода к плате Arduino.

Соберем такую ​​схему вместе, на ней светодиод питается от выхода платы Arduino Nano 5V (этот порт не нужно программировать, он всегда выдает постоянное напряжение 5 вольт).

Подключение светодиода к плате Arduino с помощью макета.
Рис. 7. Подключение светодиода к плате Arduino с помощью макета.

При сборке схем на макетной плате с платой Arduino будьте осторожны: при прокладывании проводов между рядами не допускайте случайного попадания в ряд с контактом GND (заземление), так как это может вызвать короткое замыкание. Постарайтесь запомнить, какие ножки доски работают в данный момент (дают или получают напряжение), а какие нет.

Схема макетной платы

Чтобы знать, как использовать макетную плату, нужно понимать, как она работает. Все очень просто.

Схема макета Arduino

Схема разделочной доски

Макетная плата имеет пластиковую основу с множеством отверстий (стандартное расстояние 2,54 мм). Внутри конструкции расположены ряды металлических пластин. Каждая пластина имеет зажимы, спрятанные в пластиковой части устройства.

Элемент платы разработки Arduino

Включение проводов производится именно в этих зажимах. Когда провод подключается к одному из отдельных отверстий, контакт подключается одновременно ко всем другим контактам отдельного ряда. Поэтому, соединяя контакты других устройств с остальными зажимами, соединяем их проводником — направляющей с зажимами.

Стоит отметить, что одна направляющая содержит 5 зажимов. Это общий стандарт для всех макетов. То есть к каждой рейке можно подключить до пяти элементов, и они будут связаны между собой.

Следует отметить, что хотя в каждом ряду десять отверстий, они все же разделены на две изолированные части, по пять в каждой. Между ними — направляющая без штифтов. Такая конструкция необходима для того, чтобы изолировать пластины друг от друга и позволяет просто соединять микросхемы, выполненные в DIP-корпусах.

Макетная плата и микросхемы
Подключение микросхемы к макетной плате

Для упрощения ориентации на макетной плате также нанесены цифры и буквы, на которые можно ориентироваться, например, создавая инструкции по подключению.

Некоторые платы для разработки также включают две линии электропередач с каждой стороны. Обычно «красная линия» используется для подачи напряжения «+», «синяя» — для «-». Благодаря двум линиям питания на плату можно подавать напряжение двух разных уровней.

Внимание! Абсолютно недопустимо использование макетов напряжением 220В!

Если плата большого размера, силовые линии «обрываются» посередине. Это дает больше возможностей для подключения. Например, на одной плате можно собрать устройства с питанием 3 и 5 вольт.

Макетные платы с монтажом радиодеталей посредством пайки

Универсальные макетные платы для пайки

Этот тип макета часто представляет собой обычный кусок стекловолокна с отверстиями. Вокруг каждого из этих отверстий находится луженая контактная площадка, к которой следует припаять радиодетали или перемычки. Поскольку монтаж осуществляется методом пайки, такие платы, по сути, одноразовые. Их удобно использовать для сбора демонстрационных моделей любого проекта перед запуском основного производства. Примеры вышеуказанных вкладок показаны на рисунке 6.

Рисунок №6 — Разделочная доска со сборкой сваркой

Как видно из рисунка выше, все колодки отделены друг от друга. Радиолюбитель сам решает, с чем и с чем он будет связан. Некоторые мастера вообще предпочитают не заморачиваться с изготовлением печатных плат и используют только такие макеты. Приложив определенную сноровку и аккуратность, и здесь можно добиться хороших результатов. Например, на рисунке 7 показаны два варианта организации токовых цепей для паяных макетов. Первый вариант быстрый, но так себе не для всех. Второй вариант занимает больше времени, но результат налицо.

Рисунок №7 — Варианты запуска текущих треков

токовые дорожки удобнее формировать луженым медным проводом, а на пересечениях использовать изолированные перемычки.

Узкопрофильные макетные платы для пайки

Бывают случаи, когда радиокомпонент нестандартных размеров или с малым шагом между выводами используется в любом узле схемы. Это затрудняет быстрый доступ к его контактам и отменяет весь быстрый смоделированный процесс отладки. А если таких узлов будет много, ситуация еще более усугубится. Этими частями могут быть процессоры, радиомодули, специализированные микросхемы и т.д. Перевести проводку с одного выхода на другой в случае изменения схемы будет очень сложно. Чтобы облегчить работу с вышеупомянутыми компонентами, некоторые компании разрабатывают специализированные макетные платы для конкретного корпуса радиодеталей. На рисунке 8 показан один из примеров микросхемы в корпусе TQFP32.

Рисунок №8 — Специализированная макетная плата для корпуса TQFP32

Думаю, само собой разумеется, что работать с такой платой будет намного приятнее, чем паять прямо на микросхему.

Комбинированные макетные платы для пайки

Этот тип макета удобен в использовании, когда одна часть схемы всегда идентична (например, блок питания и т.д.), А другая — произвольна. Или возможен вариант работы с микросхемами в разных случаях. В Интернете можно найти доски объявлений практически для любого случая. На рисунке 9 ясно показано вышесказанное.

Рисунок №9 — Пример комбинированного паяльного макета

Электрическая цепь

Допустим, у нас есть резистор, светодиод и «коронная» батарейка. Давайте соединим их вместе, используя макетную плату.

Сначала включаем светодиод.

Затем ставим резистор таким образом, чтобы одна из его ножек была либо ниже, либо выше анода светодиода (анод — положительный вывод, он длиннее катода). Используем резистор 1 кОм.

Скрытые проводники выделены зеленым цветом.

Теперь подключим все к аккумулятору. Положительная клемма аккумулятора подключена ко второй ножке резистора, а отрицательная клемма — к катоду светодиода (короткая ножка).

Цепь замкнута и светодиод мигает мгновенно!

Основные виды макетных плат для Arduino

Платы для разработки различаются количеством выводов на панели, номером шины и конфигурацией. Есть платы, в которых контактные соединения выполнены пайкой, но работать с ними сложнее, чем с беспаечными устройствами, и мы их рассмотрим в другой статье.

Большая разделочная доска
Большая разделочная доска
Маленькая цветная разделочная доска
Цветная разделочная доска
Макетная доска с штампами
Макетная доска с штампами

В зависимости от характеристик чаще встречаются следующие виды:

  • Для сборки больших микросхем используются в основном беспаечные платы с 830 или 400 отверстиями. Для подключения нескольких компонентов и кабелей питания к нужным точкам — на 8, 10, 16 отверстий;
  • С наличием слотов для подключения плат, позволяющих реализовывать достаточно крупные проекты;
  • Самоклеящийся на основании для надежного крепления к устройству;
  • С маркировкой на плате для подключения устройств.

В зависимости от стоимости и производителя в комплект поставки могут входить дополнительные аксессуары: кабели-перемычки, различные разъемы. Но главным критерием качества всегда является количество разъемов и их технические характеристики.

Шина питания

Для этой задачи нам потребуются дополнительные соединительные кабели. Это жгуты с одним штифтом на обоих концах.

Мы будем использовать две верхние горизонтальные линии для одновременного питания трех светодиодов.

В примечании. Принято, что красная линия обозначает положительный контакт аккумулятора, синей — отрицательный.

Вставьте кнопку в разрыв отрицательной линии питания.

Нажимаем на кнопку: одновременно загораются все три светодиода.

Оцените статью
Блог про Arduino
Adblock
detector