5 tipp a sikeres breadboardozáshoz: 5 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

A nevem Jeremy, és a Kettering Egyetemen tanulok. Villamosmérnöki hallgatóként lehetőségem volt sok órát laboratóriumokban tölteni, kis áramköröket építeni a kenyérsütő táblákon. Ha tapasztalt a kis áramkörök készítésében és a saját kezűleg végzett elektronikai projektekben, akkor nem biztos, hogy sok előnyt talál itt. Ennek az utasításnak a célja a kenyértábla használatának alapjainak bemutatása, a közös összetevők bevezetése és a kis áramkörök kiépítése. Ezenkívül röviden megvitatom az áramkör megszervezésének módját, valamint néhány hibaelhárítási stratégiát azokban az esetekben, amikor a dolgok elromlanak.

Feltételezzük, hogy az ezt olvasó személy ismeri az elektronika és a terminológia alapjait: áramlás, feszültség, polaritás, vezetőképesség, rövidzárlat, nyitott áramkör, csomópont és torzítás. Ezenkívül feltételezzük, hogy az olvasó ismeri a laboratóriumi környezetben használt kapcsoló tápegységeket.

Azért írom ezt, mert élvezem a kis áramkörök építését a laboratóriumokban, és néhány gyakori problémát és hibát észleltem az út során. Remélem, hogy ez segíteni fog valakinek, aki csak most kezdi útját az elektronika felfedezésébe, és talál valami hasznosat, ami megmenti a fejfájástól, amellyel az út során találkoztam, és megnyitja az ajtót a kis áramkörépítés örömei előtt!

1. lépés: A Breadboard

Mi az a kenyértábla ?:

Népszerű eszköz az áramkörök prototípus -készítéséhez és teszteléséhez, lehetővé téve a felhasználó számára, hogy gyorsan csatlakoztassa és kicserélje az alkatrészeket, és könnyedén csatlakozzon. A kenyértábla használata lehetővé teszi az áramkörök gyors összeszerelését és módosítását forrasztási követelmények nélkül.

A konfiguráció:

Sorkapocscsíkok: Futtassa vízszintesen, a sorszámot öt, az oszlop betűit pedig ötös csoportokban. Az 1. sor, az A-E oszlopok egy folytonos érintkezési pontot-vagy csomópontot-alkotnak, az 1. sor pedig az F-J oszlopok egy másikat

Buszcsíkok: Függőlegesen, páronként haladjon mindkét oldal hosszában, és "+" vagy "-" felirattal vannak ellátva. A teljes + szalag egy folyamatos csomópont, a - szalag pedig egy folytonos csomópont, amely lehetővé teszi számos alkatrész csatlakoztatását az áramforráshoz

Lépcső / horony: Futtatja függőlegesen a kenyérlap hosszát a sorkapcsok között. A sorok szakaszosak ezen a horonyon, lehetővé téve az integrált áramkörök (IC) használatát

A kenyértáblák többféle méretben és stílusban vásárolhatók meg, de a fenti konfigurációs leírás ugyanaz marad, függetlenül attól, hogy van-e félkenyérlemez, vagy nagyobb modell, tápkapcsokkal és több táblával egy fémlemezre szerelve.

Annak érdekében, hogy sikeres legyen az áramkörök kialakítása, elengedhetetlen, hogy határozottan ismerje a kenyértábla érintkezési pontjainak elrendezését. Megfelelő alkalmazás esetén a kenyértábla nagyszerű eszköz áramkörök építéséhez és menet közbeni módosításokhoz!

2. lépés: Ismerje meg az összetevőket

Az elektronikus áramkörök tervezésén belül számos összetevővel találkozhatunk. Bár ez nem a teljesség igénye, felsorolok néhány gyakoribb összetevőt, azok rendeltetését és néhány figyelmeztetést a kezelésre vonatkozóan. Sok fejfájást meg lehet menteni az alkatrészek megfelelő kezelésével és használatával. Ha még csak most kezdi az elektronikát, sok alkatrész -készletet talál, amelyek 20 dollár alatt adják meg az alapokat.

Ellenállás: (Ohmban mérve) Ellenáll az áramkörön belüli áramlásnak. Az áramkörön belüli elhelyezéstől függően használható feszültség vagy áram felosztására. Az ellenállásokon színes sávok vannak, amelyek jelzik ellenállási értéküket ohmban, valamint tűrőképességüket. Egy táblázat hasznos az ellenállási értékek meghatározásához. Az ellenállás bármely irányba elhelyezhető az áramkörön belül, és ugyanúgy fog működni (nincs polaritása).

Fényellenállás: Ellenáll az áramlásnak. Az ellenállás értéke a környezeti fénytől függően változik. Használható fényerő-szabályozó alkalmazásokban vagy áramkör bekapcsolásához gyenge fényviszonyok mellett.

Kondenzátor: (Farad -ban mérve) A kondenzátor energiát tárol, amelyet később egy áramkörben el lehet oszlatni. Az egyenáram blokkjaként működik, de lehetővé teszi a váltakozó áram áthaladását. A kondenzátorok széles körben alkalmazhatók a frekvenciaszűréstől az egyenirányító áramkör simító hullámzásáig. Fontos megjegyezni, hogy bár a kerámia tárcsás kondenzátorok nem poláris alkatrészek, vigyázni kell az elektrolitikus kondenzátorokkal, mivel rendelkeznek a megfelelő vezetékkel a pozitív és negatív kivezetésekhez való csatlakozáshoz, és hátrafelé helyezve megsérülhetnek.

Tranzisztor: A tranzisztor egy félvezető, amely szabályozza az áramlást, erősíti a jeleket vagy kapcsolóként működik. Sokféle típusú tranzisztor létezik, de a legfontosabb szempont a korai áramkör -tervezésben (feltéve, hogy az alkalmazáshoz megfelelő tranzisztorral rendelkezik) az, hogy ügyelni kell arra, hogy elkerüljük az alkatrészek statikus sokkját.

Dióda: A dióda egy félvezető, amely egyirányú visszacsapó szelepként működik az áramláshoz. Előrefeszített állapotban az áram belép az anódba (+ vezeték), és kifolyik a katódból (- vezeték). Fordított előfeszítés esetén azonban nyitott kapcsolóként működik, és nem folyik áram az alkatrészen. Figyelembe kell venni a tájolást, mivel a dióda hátrahelyezése nemkívánatos áramköri viselkedést vagy kiégett diódát eredményez.

Fénykibocsátó dióda (L. E. D): Egy speciális dióda, amely vezetés közben fényt bocsát ki. Sok kis alkalmazásban használják, ahol indikátorokra van szükség. Az előnyök közé tartozik a rendkívül alacsony energiafogyasztás és a rendkívül hosszú élettartam.

Integrált áramkör: Az utolsó komponens, amelyet bemutatok, az integrált áramkör (IC). Túl sok variációt lehet itt felsorolni, de néhány a műveleti erősítő, az időzítők, a feszültségszabályozók és a logikai tömbök. Az integrált áramkörök egy egész áramkört biztosítanak egy kis chipen belül, és tartalmazhatnak ellenállásokat, diódákat, kondenzátorokat és tranzisztorokat, mindezt egy fillérnél kisebb chipen belül. Van egy számozási konvenció az IC chipen lévő csapokra, van egy behúzás vagy pont a chip felületén, és ez megfelel az #1 -es tűnek, a csapokat ezután egymás után számozzák le az oldalon, majd vissza a másikra.

VIGYÁZAT! Az integrált áramkörök megsemmisülhetnek a statikus sokktól.

A fenti alkatrészekkel együtt vannak induktivitások, relék, kapcsolók, potenciométerek, változtatható ellenállások, hét szegmenses kijelzők, biztosítékok, transzformátorok … érti az ötletet! A gyors online keresés sok hasznos információt nyújt (például: az alkatrészek áttekintése, mit csinál a tranzisztor ?, a kondenzátorok típusai)

Nagyon hasznos lesz, ha ismeri az Ön által használt komponensekkel kapcsolatos alapvető információkat, függetlenül attól, hogy statikus érzékenyek-e, és polaritással rendelkeznek-e. Nem csak időt, pénzt és fejfájást takarít meg; de az áramkör nagyobb valószínűséggel sokkal gyorsabban fog a kívánt módon működni!

3. lépés: A szervezet elengedhetetlen

Szervezet - Miért számít?:

A fenti áramkörök (jobb oldali) funkcionálisan azonosak, de jelentősen eltérő megjelenésűek. Míg az első kevesebb kábelezést igényel, nem ez az előnyben részesített módszer kis áramkörök kiépítésére. Rengeteg hely van a kenyérsütőn kis áramkörök számára; ne félj kihasználni ezt a teret!

Míg a potenciális ügyfelekhez való kiválasztás személyes, néhány dolog jelentősen megkönnyítheti az életet. Sokan rézdrótot használnak, és saját vezetékeket készítenek, de én inkább a kenyérpulcsos áthidalókat részesítem előnyben, amelyek olcsón vásárolhatók meg az interneten. Az áthidalók drótszálakból készülnek a merev rézhuzalhoz képest, és a végén egy csap található a könnyű használat érdekében. A szálak előnye, hogy a vezetékek sokkal rugalmasabbak, így kevésbé valószínű, hogy megszakad a kapcsolat, és nagyobb a rugalmasság az útválasztásban. Utolsó megjegyzés a huzalozáshoz, nagyon hasznos, ha "színkódolja" a vezetékeket olyan módon, hogy könnyen nyomon követhető legyen (bal oldali ábra). Például szeretem megtartani a piros és a fekete vezetékeket a pozitív és negatív feszültségeimhez (gyakran), gyakran szürke vagy narancssárga színt használok a közös földeléshez, kéket a bemeneti jelhez, és fehér vagy sárgát a belső csomópontokhoz. Ha több áramforrással rendelkezik, valamint jelgenerátor bemenetei is vannak, hasznos címkéket készíteni a vezetékekhez, és címkézni, hogy a későbbiekben megfelelő csatlakozást biztosítson.

Amikor egy vázlatos diagram követéséről van szó, a dolgok sokkal könnyebbek, ha az alkatrészeket a táblán a lehető legközelebb helyezi el a sematikus elrendezéshez képest. Ily módon egy pillanat alatt megtekintheti az összetevő értékeit, valamint megkönnyítheti a jelútvonalak nyomon követését / hibaelhárítást. A legtöbb iskola laboratóriumai gyakran utasítják Önt, hogy feszültség- vagy árammérést végezzen az áramkör egy adott pontján; ezekben az esetekben az, hogy az áramkör fizikailag tükrözi a vázlatot, óriási segítség! Végül, amint bonyolultabb és fejlettebb áramkörökbe kerül, fontos, hogy az érzékenyebb alkatrészeket (például integrált áramköröket) távol tartsa az induktivitástól, a reléktől és más alkatrészektől, ahol a mágneses mezők károsíthatják őket.

Ha az Ön által épített áramkör egy (vagy több) integrált áramkört tartalmaz, akkor az áramkör felépítéséhez szükséges alkatrészek és vezetékek száma elég gyorsan rendetlenné válhat. Annak érdekében, hogy csökkentse a rendetlenséget és megkönnyítse a dolgokat, gyakran hasznos az integrált áramkört távol tartani a táblán lévő minden mástól, a többi alkatrészt pedig az IC csapokhoz helyezni. így később sokkal könnyebb megfejteni a dolgokat. Ha az áramkört később állandó formába kívánja építeni, akkor mindent összevonhat, hogy elférjen egy kisebb térben.

4. lépés: Alapvető hibaelhárítás

Minden rendben - amíg nem lesz!

Tehát elvégezte a házi feladatát, megértette a komponenseit, és az áramkör pontosan az utasításoknak megfelelően épül fel. Fordítsa el a főkapcsolót… és… SEMMI! Nem ritka, hogy felépítünk egy kis áramkört, és utána rájövünk, hogy valami nincs rendben. Mindez a tanulási folyamat része. Ha tudja, hol kezdje el a hibaelhárítást, csökkentheti a problémák problémáját és irritációját.

Áramforrás: Általában a legjobb, ha a hibaelhárítást azzal kezdjük, hogy biztosítjuk az áramkör áramellátását. Ha az áramkört elemmel üzemeltetik, akkor multiméterrel ellenőrizze a feszültséget, és győződjön meg arról, hogy elegendő "lé" van-e az áramkör ellátásához. Tápegység használata esetén számos tényezőt kell figyelembe venni:

Tápellátási mód: Sok tápegység képes állandó áramot (cc) vagy állandó feszültséget (cv) szolgáltatni. Fontos, hogy a megfelelő működés érdekében válassza ki a megfelelő beállítást. A legtöbb kis projektet állandó feszültségű üzemmódba csatlakoztatják

Földelés / negatív feszültség: Ha a projekt akkumulátorról működik, akkor ez valószínűleg nem jelent problémát. Tápegység használatakor az áramkörök gyakran negatív feszültséget kapnak (például egy műveleti erősítőre), valamint közös földdel rendelkeznek. Fontos megérteni a különbséget, és NEM tekinteni, hogy a negatív feszültség és a közös föld felcserélhető

Tápegység beállításai: Ha negatív feszültséget alkalmaznak, győződjön meg arról, hogy tudja a tápegység beállításait módosítani. Ez gyártónként eltérő lehet, de általában a készülék elején található választókapcsolókkal érhető el. Az első alkalommal, amikor tápegységet használtam -12 Volt táplálásához egy műveleti erősítőhöz, nem sikerült ellenőriznem, hogy a feszültség beállításai mind a +, mind a - tápellátásra vonatkoztak -e. Ennek következtében több mint egy órát töltöttem az áramkör újjáépítésével / kétszeri ellenőrzésével

Áramkör konfiguráció

Végezze el a vázlat és az áramkör összehasonlítását, ha az áramkört úgy építette fel, hogy az elrendezésben tükrözze a vázlatot, ez a lépés sokkal egyszerűbb.

Ellenőrizze a poláris komponensek (diódák, kondenzátorok, tranzisztorok) tájolását

Győződjön meg arról, hogy az alkatrészek vezetékei nem érintkeznek, ami rövidzárlatot okoz

Ellenőrizze a kapocsléceket, győződjön meg arról, hogy az összes alkatrészvezeték és vezeték szilárdan be van -e helyezve az érintkezési pontba, és hogy minden alkatrész, amely állítólag összekötést képez, valóban ezt teszi. Könnyű véletlenül áthelyezni egy másik sorkapocsra, amikor a dolgok összezavarodnak. Ez szünetet (vagy nyitott áramkört) hoz létre

Ha a tápellátással, az alkatrész tájolással és a kábelezéssel minden rendben van, kezdjen gyanakodni a hibás alkatrészre. Ha az áramkör IC -t tartalmaz, néha csak annak cseréje megoldhatja a problémát. Ezenkívül, ha laboratóriumi környezetben tartózkodik, és újrahasznosítja az alkatrészeket, előfordulhat, hogy hibás kondenzátora, diódája vagy tranzisztorja van, amelyet egy csoport korábban rosszul csatlakoztatott és megsemmisített

A fenti lépéseknek meg kell oldaniuk az alapvető áramkörépítés során felmerült problémákat, de ha minden jól néz ki, és még mindig nem működik, akkor itt az ideje, hogy mindent lebontson, ellenőrizze újra az ellenállás értékeit, és ellenőrizze az összes alkatrészt. tesztelhető a rendelkezésre álló eszközökkel. A legtöbb sematikus diagram - különösen azok, amelyeket laboratóriumokban használnak az akadémiai környezetben - többször is elkészült és bizonyított, így nagyon valószínűtlen, hogy a probléma a sematikus tervezésben rejlik. Ha azonban saját áramkörének prototípusát készíti, és nem tudja megoldani a problémákat hibaelhárítással, akkor a legelőnyösebb, ha visszatér a rajzlaphoz, és elemzi az áramköri modell hibáit.

5. lépés: Ne add fel

Nagyon könnyű csalódást okozni kis áramkörök építésekor. Szó szerint számtalan variáció létezik arra vonatkozóan, hogy a dolgok hogyan eshetnek rosszul. Egyes problémákat sokkal nehezebb elhárítani, mint másokat. Bár könnyebb kimondani, mint megvalósítani, ne hagyjuk, hogy a frusztráció felhő legyen. Tegyen egy lépést hátra, hűljön le, és értékelje a helyzetet logikai szempontból. Többször majdnem kisétáltam a laboratóriumokból a frusztráció miatt, csak azt tapasztaltam, hogy valahol le van kötve az egyik vezeték, vagy a jelkimenet nincs bekapcsolva. Leggyakrabban az áramkör problémája csak egy apró részlet. Logikai és módszertani lépések megtétele az áramkör értékelésére és a probléma azonosítására általában a megoldáshoz vezet. Az elektronika olyan sok aspektusát kell felfedezni, ne hagyja, hogy a kudarcok vagy kudarcok lehetővé tegyék, hogy feladja ezt a kifizetődő törekvést!