Jak používat nepájivé prkénko Arduino. Breadboards

Ten, který dal vzniknout holivaru v komentářích. Mnoho příznivců Arduina si podle nich chce jen sestavit něco jako blikající LED diody, aby si zpestřili volný čas a pohráli si. Zároveň se nechtějí trápit s leptáním desek a pájením. Jako jednu z alternativ soudruh uvedl konstruktor Connoisseur, jehož možnosti jsou však omezeny sadou dílů obsažených ve stavebnici a konstruktor je stále pro děti. Chci nabídnout další alternativu - tzv. Breadboard, prkénko pro montáž bez použití pájení.
Pozor, hodně fotek.

Co to je a jak to jíst

Schéma zapojení zásuvek je znázorněno na obrázku vpravo: pět otvorů na každé straně, v každé z řad (v tento případ 30) jsou vzájemně elektricky propojeny. Vlevo a vpravo jsou dvě napájecí vedení: zde jsou všechny otvory ve sloupku propojeny. Štěrbina uprostřed je určena pro instalaci a snadné vyjmutí mikroobvodů v pouzdrech DIP. Pro sestavení obvodu se do otvorů vkládají rádiové součástky a propojky, protože jsem dostal desku bez továrních propojek - vyrobil jsem je z kovových kancelářských sponek a malé (pro připojení sousedních zásuvek) ze sponek pro sešívačku.
Může se zdát, že čím větší deska, tím větší funkčnost, ale není to tak úplně pravda. Je velmi malá šance, že někdo (zejména začátečník) sestaví zařízení, které zabere všechny segmenty desky, zde je několik zařízení současně - ano. Například zde jsem sestavil elektronické zapalování na mikrokontroléru, multivibrátor na tranzistorech a frekvenční generátor pro LC metr:

No, co se s tím dá dělat?

Nezbytné detaily

Připojení LED

Lineární regulátor napětí

Pulzní generátor na logických prvcích

Tranzistorový multivibrátor

Konečně

Když jsou obvody připájené, můžete dělat vše bez doplňků. Pak je ale dost velká pravděpodobnost, že se něco může uzavřít. A pak schéma nebude fungovat. Aby tento nedostatek odstranili a výsledky práce dovedli do více či méně slušné podoby, používají tak jednoduchý a účinný vynález, jakým je prototypovací deska. Co představuje? Jaké odrůdy existují?

Prkénko na chleba

Jak takový vynález využít? Nejprve si ujasněme terminologii. Prkénko na krájení je všestranný polotovar, který se používá k sestavování a modelování prototypů. elektronická zařízení. Lze je rozdělit do dvou typů:

1. Ty, kde se používá pájení.
2. Ty bez pájení.

Při vytváření prototypů elektronických zařízení musí každý čelit několika problémům:

1. Prkénko musí být navrženo od začátku a poté vyrobeno. Pokud dojde k chybě, bude nutné ji opravit.
2. Vytvoření jedné instance obvykle není ziskové.
3. Pokud je obvod vyroben na mikroobvodech nízkého stupně integrace a analogových prvcích, bude snazší jej usnadnit povrchovou montáží. Vyrobit mikroprocesorová zařízení tímto způsobem ale bude velmi obtížné.

Začínající radioamatéři jsou v nejméně výhodné pozici: protože ještě nemají dovednosti v oblasti návrhu obvodů, musí pracovat „pokeovou metodou“. Proto na tento moment vyrábí se široká škála různých prototypových desek, kde se kreslí různé krátké stopy a člověk bude muset pouze spojovat díly, aby získal potřebný obvod.

Odrůdy

Existuje několik typů prkének na krájení:

1. Univerzální. Mají pouze pokovené otvory, které bude spojovat vývojka.
2. Pro digitální zařízení. Mají oddělená místa, kam můžete umístit žetony. Napájecí sběrnice jsou také provedeny po celé desce.
3. Specializované. Jsou vytvořeny pro různá zařízení, která musí pracovat na určitých mikroobvodech. Zpravidla jsou velmi funkční a propracované.

Také v závislosti na tom, jak jsou vyrobeny, existují dva typy:

1. Pájecí prkénko. Výhody tohoto typu se obvykle nazývají integrita a přesnost provedení (pokud mluvíme o průmyslových vzorech).
2. Pájené prkénko. levnost a možnost snadná změna zařízení - to jsou hlavní výhody tohoto typu.

Breadboards pro montáž do zásuvky

Takové polotovary mají tisíce otvorů, které jsou vzájemně propojeny pomocí kovových pásků. Závěry mikroobvodů a rádiových součástek jsou vloženy do otvorů a poté spojeny propojkami. Dlouhé řady kolíků, které můžete vidět ve spodní, střední a horní části desky, jsou napájecí kolejnice. Používají se k připojení více bodů obvodu k zemi a zdroji energie. Pod každým otvorem je pružný kontakt speciální formulář, který poskytuje vysokou vodivost a odolnost spojů. Prkénko na krájení lze stohovat. V takových případech jsou na bočních plochách umístěny drážky pro spojení několika zařízení do jednoho velkého.

Závěr

Prototypovací deska výrazně usnadňuje práci vývojáře. Zvyšuje také stabilitu obvodu, proto neváhejte zařízení použít. Je třeba také poznamenat důležitá role, kterou prkénko hraje pro lidi, kteří teprve začínají vyvíjet elektronická zařízení, protože mnoho z těchto polotovarů se již vyrábí pro tvorbu určitých zařízení. Při navrhování populárního obvodu má proto smysl hledat, zda pro něj již neexistuje záslepka, protože pokud je odpověď ano, ušetří to spoustu času.

Podívejme se na design a účel nepájivých prkének. Jaká je jejich výhoda oproti jiným typům montáže a jak s nimi pracovat a jaké obvody na nich lze pro začátečníka rychle sestavit.

Pozadí

Prvním problémem, se kterým se radioamatér potýká, není ani nedostatek teoretických znalostí, ale nedostatek financí a znalostí o instalaci elektronických zařízení. Pokud nevíte, jak ten či onen díl funguje, nezabrání vám to v zapojení podle schématu elektrického zapojení, ale abyste obvod vizuálně a efektivně sestavili, potřebujete plošný spoj. Nejčastěji jsou vyrobeny podle metody LUT, ale laserová tiskárna ne každý má. Naši otcové a dědové malovali desky ručně lakem na nehty nebo barvou a pak je leptali.

Zde začátečníka dohání druhý problém – nedostatek činidel pro leptání. Ano, samozřejmě, chlorid železitý se prodává v každém obchodě s rádiem. elektronické komponenty, ale zpočátku, a tak je potřeba získat a nastudovat spoustu věcí, že je prostě těžké věnovat se technologii leptání desek z fóliového textolitu nebo getinaxu. A nejen pro začátečníky, ale i pro zkušené radioamatéry někdy nemá smysl otrávit desku a utrácet peníze za nedokončený výrobek ve fázích jeho úpravy.

Abyste se vyhnuli problémům se sháněním chloridu železitého, textolitu, tiskárny a nedostali to od manželky (matky) k neoprávněnému použití žehličky, můžete si nacvičit montáž elektronických zařízení na nepájivé prkénka.

Co je to nepájivé prkénko?

Jak již název napovídá, jedná se o takovou desku, na které můžete sestavit rozložení zařízení bez použití páječky. Breadboard – jak se lidově říká – v obchodech nechybí různé velikosti a modely se poněkud liší v uspořádání, ale princip fungování a jejich vnitřní struktura jsou stejné.

Prkénko na krájení se skládá z pouzdra z plastu ABS obsahujícího zásuvné konektory, které připomínají dvojité kovové přípojnice, mezi kterými je sevřen vodič. Na přední straně pouzdra jsou očíslované a označené otvory, do kterých lze vložit vodiče, nožičky mikroobvodu, tranzistory a další rádiové součástky v pouzdrech s přívody. Podívejte se na obrázek níže, toto vše jsem na něm znázornil.

Na uvažované desce s plošnými spoji byly krajní dva sloupce otvorů na každé straně vertikálně spojeny běžnými pneumatikami, ze kterých je obvykle tvořena kladná kontaktní sběrnice zdroje a záporná (společná sběrnice). Obvykle je označen červeným a modrým pruhem podél okraje desky, plus a mínus.

Střední část desky je rozdělena na dvě části, každá z částí je spojena řádek po řádku s pěti otvory v řadě na tomto konkrétním prkně. Obrázek ukazuje schematické spojení otvorů (černé plné čáry).

Vnitřní struktura desky je znázorněna na obrázku níže. Dvojité přípojnice upínají vodiče podle obrázku. Tučné čáry označují vnitřní připojení.

Takové nástěnky se v anglicky mluvícím prostředí nazývají Breadboard, pod tímto názvem jej najdete na aliexpressu a podobných internetových obchodech.

Jak s ní pracovat?

Jednoduše vložte nohy elektronických součástek do otvorů a spojte díly dohromady podle vodorovné čáry, a z krajních vertikálních dodáváte napájení. Pokud potřebujete propojku, často používají speciální s tenkými špunty na konci, v obchodech se dají sehnat pod názvem “dupont jumpery” nebo propojky pro arduino, mimochodem, můžete je vložit i do takové prkénka a sestavit své projekty.

Pokud nemáte dostatek velikostí pro jednu prkénko, můžete jich zkombinovat několik, je to jako kdyby se do sebe vkládaly puzzle, věnujte pozornost prvnímu obrázku v článku, obvod je sestaven na dvou spojených deskách. Na jednom z nich je bodec a na druhém zářez, zkosený z vnější části do pouzdra desky, aby se konstrukce nerozpadla.

Shromáždění jednoduché obvody na prkénku

Pro začínajícího radioamatéra je důležité rychle sestavit obvod, aby se ujistil, že funguje, a pochopil, jak to funguje. Pojďme se podívat, jak vypadají různá schémata na prkénku.

Symetrický multivibrátorový obvod je doporučován jako první mnoha začátečníkům, umožňuje vám naučit se zapojovat části sériově a paralelně a také určit pinout tranzistorů. Může být namontován na povrch nebo může být deska plošných spojů směrována, ale to vyžaduje pájení a povrchová montáž je navzdory své jednoduchosti pro začátečníky ve skutečnosti velmi náročná a je plná zkratů nebo špatného kontaktu.

Podívejte se, jak jednoduše to vypadá na nepájivém prkénku.

Mimochodem, zde si všimněte, že nebyly použity propojky Dupont. Obecně je nelze vždy najít v prodejnách rádií a zejména v obchodech v malých městech. Místo toho můžete použít jádra z internetového kabelu ( kroucený pár) jsou izolované a jádro není lakované, což umožňuje rychle odkrýt konec kabelu odstraněním malé vrstvy izolace a jejím vložením do konektoru na desce.

Díly můžete připojit, jak chcete, jen abyste poskytli požadovaný obvod, zde je stejný obvod, ale sestaven trochu jinak.

Mimochodem, k popisu spojů můžete použít označení desky, sloupce jsou označeny písmeny a řádky čísly.

Pro vaše návrhy existují takové napájecí zdroje, které mají zástrčky, které jsou namontovány na nepájivé desce připojením ke sběrnicím „+“ a „-“. To je pohodlné, má spínač a lineární nízkošumový regulátor napětí. Obecně pro vás nebude těžké si takovou desku sami vypěstovat a sestavit.

Pro kontrolu třeba takto. Na obrázku je „pokročilejší“ verze plošného spoje se šroubovacími svorkami pro připojení zdroje. Anoda LED je připojena k napájecímu plus (červená sběrnice) a katoda je připojena k horizontální sběrnici pracovní oblasti, kde je připojena k rezistoru omezujícímu proud.

Napájení na lineárním stabilizátoru typu L7805, nebo na jakémkoli jiném mikroobvodu řady L78xx, kde xx je napětí, které potřebujete.

Sestavený obvod výškového reproduktoru na logice. Správný název takový obvod - Pulse Generator na logických prvcích typu 2i-not. Nejprve si přečtěte schéma elektrického obvodu.

Jako logický čip je vhodný domácí K155LA3, nebo zahraniční typ 74HC00. Prvky R a C nastavují pracovní frekvenci. Zde je jeho implementace na desce bez pájení.

Vpravo, zapečetěno bílým papírem, je bzučák. Při snížení frekvence ji lze nahradit LED.

Čím větší odpor NEBO kapacita - tím nižší frekvence.

A takto vypadá typický projekt Arduina ve fázi testování a vývoje (a někdy i ve finální podobě, podle toho, jak je líný).

Vlastně v Nedávno Obliba „bradboardů“ výrazně vzrostla. Umožňují vám rychle sestavit obvody a zkontrolovat jejich výkon a také je použít jako konektor při blikání mikroobvodů v balíčku DIP a v ostatních případech, pokud je k dispozici adaptér.

Omezení bezpájecí desky

Navzdory své jednoduchosti a zjevným výhodám oproti pájení mají nepájené prkénka řadu nevýhod. Faktem je, že ne všechny obvody v tomto provedení normálně fungují, pojďme se na to podívat blíže.

Na nepájivé prkénko se nedoporučuje montovat výkonné měniče a zvláště pulzní obvody. Ty první nebudou normálně fungovat kvůli proudu šířku pásma kontaktní stopy. Neměli byste lézt přes proudy větší než 1-2 Ampéry, i když na internetu jsou zprávy, které zahrnují 5 A, udělejte si vlastní závěry a experimentujte.

elektrická bezpečnost

Nezapomeň na to vysokého napětíživot ohrožující. Prototypování zařízení pracujících např. z 220 V je přísně ZAKÁZÁNO. Přestože jsou svorky zakryty plastovým panelem, hromada vodičů a propojek může vést k náhodnému zkratu nebo úrazu elektrickým proudem!

Závěr

Nepájená prkénka je vhodná pro jednoduché obvody, analogové obvody které nekladou vysoké nároky na elektrické zapojení a přesnost, automatizaci a nefungující digitální obvody vysoké rychlosti(GigaHertz a desítky MegaHertz už jsou moc). Vysoké napětí a proudy jsou přitom nebezpečné a pro takové účely je lepší použít povrchovou montáž a desky plošných spojů, zatímco začátečník by neměl provádět závěsnou instalaci takových řetězů. Prvek nepájivých prken jsou nejjednodušší obvody až tucet prvků a amatérské projekty na Arduinu a dalších mikrokontrolérech.

Ahoj všichni. Dnes budeme hovořit o nepájivém prkénku nebo o prkénko na krájení jak tomu buržoazie říkají. Tato deska je takříkajíc zařazena do seznamu povinných pomůcek, které by elektrotechnik měl mít (ať už jde o mladého mozkomora, který právě dělá první váhavé krůčky, nebo otrlé a zkušené duchovní dítě).

Znalost toho, co jsou prototypové desky, jak a kde se takové nástroje používají, vám pomůže při vývoji a nastavení vašich vlastních projektů různých elektronických domácí výroba.

První desky vypadaly takto:

K základně byly připevněny kovové stojany, na které byly následně upevněny (jednoduše navinuty) vodiče a kontaktní vodiče prvků.

Dobře, že technický pokrok nestojí – protože díky jeho vlivu můžeme používat tak úžasné nástroje.

Oproti nepájivému prkénku si je můžete nastavit (jsou mnohem levnější a vyrábí se na základě požadovaných parametrů).

Při montáži na nepájenou desku však nepotřebujete páječku / pájku. Navíc se vyhnete potížím spojeným s odpájením dílů na povrchu desky.

Pravidlo dobré formy a zdravého rozumu vždy bylo a zůstává prototypem elektronické obvody. Před montáží hotového zařízení je důležité vědět, jak se bude zařízení chovat s určitými specifickými parametry.

Pomocí nepájivé desky navíc můžete zkontrolovat funkčnost nové komponenty a rádiové komponenty.

Zvažte strukturu nepájené desky

Podívejme se na nákres desky. Skládá se z řad kovových desek (kolejnic).

Kolejnice se zase skládají ze svorek, do kterých se instalují „nohy“ rádiových komponent. Všech 5 otvorů v řadě je spojeno dohromady.

Nyní zaměřme svou pozornost na dva svislé / vodorovné pruhy (záleží na tom, v jaké poloze se dívat), které jsou umístěny samostatně (po okrajích) - to jsou napájecí desky. Všechna hnízda jedné dlouhé desky jsou navzájem spojena.

Středová drážka izoluje boky desky. Šířka tohoto pásu je stanovena normou. Umožňuje instalovat obvody DIP tak, že každý pin je instalován na samostatné liště a umožňuje připojení až 4 externích pinů.

Tabule jsou označeny abecedními a číselnými posloupnostmi. Tato označení vám pomohou orientovat se při instalaci součástí, abyste vyloučili chybné zapojení (které může mít za následek nefunkčnost obvodu nebo selhání jednotlivých částí).

Vyrábí také desky, které se vyrábějí na samostatných stojanech se speciálními upínacími svorkami. Slouží k připojení napájecího zdroje k desce.

Pokud dáváte pozor, některé desky mají speciální drážky a výstupky (jsou umístěny po stranách). S jejich pomocí můžete kombinovat desky a vytvořit pracovní plochu libovolné velikosti.

Na některých deskách je také na zadní straně aplikován samolepicí základ.

Obrázek ukazuje způsob, jak „napájet“ desku z Arduina.

Pokud narazíte na desku s napájecími svorkami, musíte je propojit s linkami na prkénku pomocí vodičů (propojek). Svorky nejsou připojeny k žádné lince. Chcete-li připojit vodič ke svorce, odstraňte (odšroubujte) plastovou krytku a vložte konec vodiče do otvoru. Nasaďte víčko zpět. Obvykle se používají dvě svorky: pro napájení a pro zem.

Nyní je záležitost malá, spojujeme se vnější zdroj výživa. To lze provést pomocí:

• propojky;

• "krokodýli" nebo obyčejné dráty;

• moduly stabilizátoru výkonu, které se vyrábějí pro nepájené desky.

Děkuji za pozornost. Pokračování 🙂

Pro návrh a ladění prototypů různých zařízení na Arduinu se používají breadboardy (jiný název je bezpájecí desky s plošnými spoji a breadboard). Přicházejí v několika variantách a liší se velikostí a některými dalšími konstrukčními prvky. figurína prkénka na chleba může pomoci jak začínajícím inženýrům vytvářet jednoduché obvody, tak při prototypování složitých zařízení. Co je to prkénko a jak toto zařízení používat, řekne tento článek.

Zřídka skutečné Projekt Arduino obsahuje méně než 5-10 vzájemně propojených prvků. I v jednoduchém známém obvodu majáku jsou použity 2 prvky, LED a rezistor, které se musí nějak propojit. A zde se nabízí otázka, jak na to.

K dnešnímu dni existují následující hlavní způsoby montáže, které se používají v elektronice a robotice ve fázi prototypování:

• Pájení. K tomu se používají speciální desky s otvory, do kterých se vkládají díly a spojují se navzájem pájením (pomocí páječky) a propojkami.
• Ošidit. Podle této technologie jsou kontaktní spojení zařízení kombinována s prkénko na krájení navinutím čistého drátu na kolíkový kontakt.

Nejmodernější možností pro prototypování je nepájivá prkénka, která má nesporné výhody:

• Schopnost provádět ladění velký počet jednou změnou úpravy obvodů a způsobů připojení zařízení;
• Schopnost spojit několik desek do jedné velké, což vám umožní pracovat se složitějšími a velkými projekty;
• Snadnost a rychlost prototypování;
• Trvanlivost a spolehlivost.

Anglická verze názvu bezpájecí prkénka je breadboard.

Schéma chlebové desky

Abyste věděli, jak používat prkénko na krájení, musíte rozumět tomu, jak funguje.

Pájecí prkénko s bezpájenou montáží má plastovou základnu s několika otvory (standardní rozteč je 2,54 mm). Uvnitř konstrukce jsou řady kovových desek. Každá deska má klipy, které jsou ukryty v plastové části jednotky.

Začlenění vodičů se provádí přesně v těchto sponách. Při připojení vodiče do jednoho z jednotlivých otvorů je kontakt současně spojen se všemi ostatními kontakty jednotlivé řady.

Za zmínku stojí, že jedna kolejnice obsahuje 5 klipů. Toto je běžný standard pro všechny nepájené desky. To znamená, že ke každé kolejnici lze připojit až pět prvků, které budou vzájemně propojeny.

Je třeba poznamenat, že ačkoliv je v každé řadě deset otvorů, jsou stále rozděleny na dvě izolované části, v každé po pěti. Mezi nimi je kolejnice bez čepů. Tato konstrukce je nezbytná pro izolaci desek od sebe a umožňuje jednoduše připojit čipy vyrobené v pouzdrech DIP.

Některé prkénka na krájení také obsahují dvě napájecí vedení na každé straně. Obvykle se "červená čára" používá k napájení "+" napětí, "modrá" - pro "-". Vzhledem k přítomnosti dvou napájecích kolejnic dvě různé úrovně Napětí.

Pro zjednodušení orientace je prkénko označeno také čísly a písmeny, které lze použít jako vodítko a vytvořit tak například návod k připojení.

Hlavní typy prkének na krájení

Prototypovací desky se liší počtem pinů umístěných na panelu, počtem sběrnic a konfigurací. Existují i ​​prototypové desky, u kterých jsou kontaktní spoje provedeny pájením, ale práce s nimi je obtížnější než s nepájenými zařízeními.

V závislosti na vlastnostech jsou nejběžnější typy:

• Pro montáž velké čipy Používají se především nepájené desky s 830 nebo 400 otvory. Pro připojení několika komponent a napájení vodičů do potřebných bodů - pro 8, 10, 16 otvorů;
• S přítomností drážek pro uchycení desek, které umožňují realizaci poměrně velkých projektů;
• S přítomností samolepky na základně pro bezpečné připevnění k zařízení;
• Se symboly vytištěnými na desce pro připojení zařízení.

V závislosti na ceně a výrobci může balení obsahovat i další příslušenství - propojovací kabely, různé konektory. Hlavním kritériem kvality je však vždy počet kontaktních konektorů a jejich technické vlastnosti.

Jak používat prkénko na krájení

Prkénko se velmi snadno používá. Při vytváření obvodu se do otvorů na plastovém pouzdře vkládají potřebné prvky - kondenzátory, odpory, různé indikátory, LED atd. Šířka konektorů umožňuje připojit ke kontaktům vodiče o průřezu 0,4 až 0,7 mm.

Nejjednodušším příkladem vytvoření prototypu obvodu pomocí prkénka by byla tato implementace:

Chcete-li jej sestavit, musíte si vzít:

• Prkénko na krájení chleba;
• dráty pro připojení;
• 1 LED;
• tlačítko hodin;
• odpor s jmenovitým odporem 330 ohmů;
• typ baterie "Krona" 9V.

Plus baterie je připojen ke kladné sběrnici a mínus k záporné. Pokud je obvod správně sestaven, po stisknutí tlačítka se LED rozsvítí.

Pozornost! Pájecí prkénka jsou absolutně nepřijatelné pro použití s ​​napětím 220V!

Breadboards jsou optimální pro vytváření téměř jakýchkoli digitálních obvodů a nejsou určeny pro sestavování analogových obvodů s vysokou odporovou citlivostí. Ve své praxi je často používají jak začátečníci, kteří se učí základy obvodů, tak zkušení profesionálové kvůli snadné instalaci a Vysoká kvalita připojení pracovních kontaktů.