Oncool.ru

Строй журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Выключатель для макетной платы

Урок 4. Как использовать макетную плату

Макетная плата — важный элемент при работе с Arduino. Это устройство позволяет вам создавать прототипы вашего проекта Arduino без необходимости непрерывной пайки схем. Использование макета позволяет создавать временные прототипы и экспериментировать с различными схемами. Внутри отверстий (точек крепления) пластикового корпуса находятся металлические зажимы, которые соединены друг с другом полосками из проводящего материала.

Следует отметить, что макетная плата не работает сама по себе и нуждается в подаче питания на нее от платы Arduino с помощью перемычек. Эти провода также используются для формирования схемы путем соединения резисторов, переключателей и других компонентов вместе.

Вот изображение того, как выглядит законченная схема Arduino при подключении к макету.

Макеты позволяют нам создавать временные электрические соединения между компонентами, чтобы мы могли проверить цепи, прежде чем мы окончательно спаяем их вместе. Всё что мы будем делать дальше в этом курсе будет на макете, чтобы мы могли повторно использовать компоненты и быстро вносить изменения в схему.

Как я уже сказал выше — макеты имеют ряды отверстий, в которые можно подключить провода или другие электрические компоненты. Некоторые из этих отверстий электрически связаны друг с другом с помощью металлических полос на нижней стороне макета. Ниже поговорим о том, как работают соединения.

На каждой стороне макета два ряда отверстий соединены по всей длине платы (изображения выше и ниже).

Как правило, вы подключаете эти длинные «рельсы» к 0 В (также называется «земля») и к любому напряжению, которое вы используете для питания (в этом курсе мы будем использовать 5 В от Arduino), чтобы эти подключения были доступны везде на плате. В этом случае первое, что вы хотите сделать, это подключить эти соединения к вашему Arduino, как показано на рисунке ниже.

Обратите внимание, как я подключил заземление к ряду, помеченному «», и 5 В к ряду, помеченному «+». Плюс и минус я более четко отметил на изображении ниже. Но стоит заметить, что на вашем макете может не быть отмеченных плюсов и минусов.

Остальные отверстия в макете сгруппированы в пять рядов в центре макета:

Здесь вы будете соединять электрические компоненты друг с другом, образуя цепи. В любом случае, в следующих уроках, когда мы будем собирать реальные устройства, мы сможем более детально поработать с макетной платой и увидим все плюсы её использования.

Как пользоваться макетной платой с пайкой?

Устройство макетной платы

Вы видите на макетной плате есть довольно много ячеек. В них мы будем подключать провода. Но нам нужно понять как она устроена. Давайте для этого сломаем одну (бюджет статьи вырос на 200 руб.):


Фото 1. Устройство макетной платы изнутри.

Мы разобрали макетную плату и видим, что внутри лежат провода. Причем они уложены в определенном порядке. Провода посередине лежат вертикально, а провода по краям — горизонтально.

Также соединены наши ячейки. Ячейки по середине соединены между собой рядами , а ячейки по краям — строками.

То есть если два провода мы вставим в один ряд, то они будут соединены между собой. Аналогично со строкой. Если мы вставим в одну строку (подписаны + и -) , они тоже будут соединены

В этом — вся суть макетной платы. вставляя элементы в те или иные ячейки, мы будем соединять их между собой с помощью проводов, которые лежат под ними.


Фото 2. Макетные платы бывают разные



Собираем простые схемы на макетной плате

Давайте попробуем соединить несколько элементов и убедимся, что все работает. Для сборки этих простых схем мы будем использовать элементы:

НазваниеОсобенность подключенияКакую функцию выполняетКартинка
Светодиодыэто полярный элемент, у него есть + и — (или анод и катод)Красиво горит
Резисторыдля нашего опыта понадобиться резистор от 300 до 1000 ОмОграничивает ток, чтобы светодиод не сгорел
Тактовая кнопкаС двумя или четырьмя контактамиЗамыкает и размыкает цепь
Батарейный отсекС двумя пальчиковыми батарейками AA по 1,5 вольта каждаяПитает схему
Плата Arduino NanoВставляется в макетную платуКонтроллер который позволяет нам программировать электронные схемы
Читать еще:  Дистанционный выключатель при движении

Упражнение 1. Заставим светодиод гореть.


Рис. 1 Принципиальная схема. Сборка схемы со светодиодом
Для начала нарисуем схему которую мы пытаемся собрать. Смысл схемы такой: электрический ток проходит через светодиод и он горит, резистор при этом ограничивает ток, чтобы светодиод не сгорел.

Наш наш вариант сборки на макетной плате.


Рис. 2 Пример сборки схемы на макетной плате.

Обратите внимание , что в горизонтальные ряды удобно подключать питание, сделать из них общий + и — . Эти обозначения на некоторых макетных платах, всего лишь подсказка для вас, так подключать удобно. Действительно, часто удобно иметь общую “шину” общий провод с плюсом и с минусом. Но это не значит, что вы не можете подключать туда что-то другое.

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

Немного усложним нашу схему, теперь зажжем два светодиода через кнопку. Кнопка позволит нам замыкать и размыкать цепь и таким образом управлять включением светодиодов.


Рис. 3 Принципиальная схема к упражнению 2. Подключение двух светодиодов последовательно.

Попробуйте собрать эту схему самостоятельно. Ниже — наше решение.


Рис. 4. Сборка схемы с двумя светодиодами на макетной плате.

Упражнение 3. Параллельное подключение светодиодов

Следующую схему соберем с двумя параллельно подключенными светодиодами. Напоминаем, что при последовательном подключении плюс одного элемента подключается к минусу другого, а при параллельном плюс (или анод) одного элемента подключается к плюсу другого, также с минусом (катодом).


Рис. 4. Сборка схемы с двумя подключенными параллельно светодиодами на макетной плате.

4) Подключение светодиода к плате Arduino.

На занятиях мы часто используем плату Arduino — наш компьютер, с помощью которого мы программируем электронные схемы и роботов. Давайте разберемся, как макетная плата используется с Arduino nano.


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

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


Рис. 7. Подключение светодиода к плате Arduino c помощью макетной платы.

При сборке схем на макетной плате с платой Arduino будьте внимательны: когда Вы перекидываете провода между рядами, не попадите случайно в ряд с ПИНом GND (Ground — Земля) , так может получиться короткое замыкание. Старайтесь держать в голове, какие ножки на плате работают в данный момент (выдают или принимают напряжение), а какие не задействованы.


↑ Без единого гвоздя

1. Берётся подходящий по размерам кусок гетинакса или текстолита.


Естественно, нефольгированного. В противом случае можно было бы сделать намного быстрее. И получилось бы красивее, но в долговечности такого изделия сильно сомневаюсь. Фольга имеет дурную привычку отслаиваться от основы при нагревании. Размеры определяются «требованиями заказчика» и имеющимися в наличии кусками материала. Когда-то у меня был «монстр» примерно 20×40 см. Жаль потерял. Это сейчас маленькие делал. На большие масштабы пока не замахиваюсь. Спаять блок на паре-тройке транзисторов можно. Или даже что-нибудь звуковое на микросхеме, благо у них сейчас выводов не так много, да и обвески тоже.
2. Шилом, ножом, или ещё каким подходящим инструментом на поверхности материала «процарапывается» разметка под будущие контактные площадки. Указанные на рисунке размеры срисовал со своего изделия. Если кому нужно — могут сделать другие.

3. По разметке, на месте будущих контактных площадок сверлятся отверстия диаметром 2 — 3 мм (для площадок шириной 5 мм, как в моём случае).

4. А потом отверстиям на плате придаётся вот такая форма.

Для этой цели мне пришлось изготовить инструмент из обломка ножовочного полотна по металлу. Обломок был обточен на наждаке примерно так.


Вместо такого самопального «лобзика» вполне можно воспользоваться треугольным надфилем. Форма отверстий будет малость не такая, но свою задачу (препятствовать вращению лепестков) они выполнят так же. Только не было надфилей под рукой в то время. Да и сверло нашлось только на 1,5 мм. Поэтому получились абсолютно ровные сквозные пазы.

Читать еще:  Бесконтактный выключатель для led ленты

6 А потом из подходящей жести вырезаются полосы шириной 5 мм. В моём случае это была знаменитая жесть от банок из под сгущёнки.

7. Полосы режутся на куски длиной примерно 24 мм (для площадок 8×5 мм.). Заготовки сгибаются примерно так:

Полученные изделия вставляются в вышеописанные отверстия:

Макетная плата

Для чего нужна макетная плата

Все люди в мире от мала до велика знают, что перед тем, как создать что-либо , надо сначала создать макет этого «что-либо», будь это макет здания, стадиона или даже небольшого сельского туалета. В электротехнике это называют прототипом. Прототип — это работающая модель устройства. Поэтому опытные электронщики, перед тем собрать устройство по схеме в интернете, выложенной не пойми кем и не пойми зачем, должны убедиться, что эта схема реально заработает. Поэтому, схему надо быстренько тяп-наляп собрать и убедиться в ее работоспособности, то есть собрать макет. Ну а для того, чтобы его собрать нам то как раз и понадобится макетная плата.

Виды макетных плат

Толстый картон

Давным-давно, когда еще вас не было даже и в планах, наши дедушки, а может быть и бабушки, мало ли :-), использовали толстый картон. Это самый быстрый и дешевый способ проверки схем. В картоне прорезались дырочки под выводы радиоэлементов и с другой стороны они соединялись с помощью проводов и других элементов, если те не влезали на лицевую сторону. Выглядело это примерно как-то так:

А — типа лицевая сторона, В — обратная сторона.

Все бы хорошо, но приходилось паять выводы, смотреть, чтобы ничего нигде не замкнуло, да и пока «лепишь» эту схемку можно даже ненароком растеряться :-). Да и не красиво как-то.

Самодельные макетные платы

Эти времена я еще застал на радиокружке. Тогда мы делали макетные платы сами. Брали острый резец и нарезали квадратики на фольгированном текстолите. Далее покрывали их припоем.

Если надо где-то было соединить дорожки, мы просто делали перемычки между квадратиками каплей припоя. Получалось качественно и красиво. Если было лень перепаивать радиоэлементы на нормально-разведенную плату с дорожками, просто оставляли как есть и пользовались устройством.

Одноразовые макетные платы

Производители все-таки это дело «чухнули», или как говорится в экономике, спрос рождает предложение. Стали появляться готовые макетные платки односторонние и даже двухсторонние на любой размер и вкус.

Кстати, их можно найти на Али сразу целым набором .

Отверстия очень удобно подобраны по размерам выводов микросхем, а также других радиоэлементов. Поэтому очень удобно на таких макетных платах собирать и проверять радиоэлектронное устройство. Да и стоят они недорого.

Обратная сторона таких макетных плат уже с готовыми устройствами будет выглядеть приблизительно вот так:

В чем же минусы этих макетных плат? Лучше все-таки их использовать единожды, так как при многоразовом использовании у них могут отлетать пятачки, что приведет к ее непригодности.

Беспаечные макетные платы

Прогресс шагает своим уверенным шагом по нашему миру, и вот на рынке появились беспаечные макетные платы.

Стоят они чуть подороже, чем простые одноразовые макетные платы, но честно говоря, оно того стоит.

Они очень удобны в плане установки деталей, а также их связи между собой. В такие макетные платы можно вставлять провода не более, чем 0,7 мм и не менее, чем 0,4 мм в диаметре. Чтобы узнать, какие отверстия и дорожки между собой звонятся, проверяем все это дело мультиметром. Для конструирования больших схем (вдруг вы будете разрабатывать какой-нибудь блок управления адронным коллайдером) можно добавлять такие же макетные платы впритык. Для этого есть специальные ушки. Одно движение, и макетная плата станет чуток больше.

Если Вы собираете крупногабаритную схему и в ней присутствуют высокие частоты, то могут возникнуть помехи и различного рода наводки, так как все радиоэлементы обладают паразитными параметрами. Поэтому, чтобы схемка работала как полагается, общий провод соединяют с металлической пластиной сзади макетной платки. Общий провод на схеме может быть или минусом или назван как GND, что в сокращенном английском варианте означает «земля». Кстати, у меня макетная плата шла с этой железной пластиной в комплекте. Я просто приклеил ее к задней части макетной платы.

Читать еще:  Номинал автоматического выключателя abb

Ну какая же макетная плата может быть без соединительных проводов? Соединительные провода, или джамперы (от английского — прыгать), нужны для соединения радиодеталей на самой макетной плате.

Чуть позже с Алиэкспресса я купил вот такие джамперы. Они намного удобнее, чем проволочные:

Здесь все просто, берем джампер и вставляем его легким движением руки

Давайте соберем простейшую схемку включения светодиода через кнопочку на макетной плате

Вот так она будет выглядеть

Выставляем на Блоке питания 5 Вольт и нажимаем на кнопочку. Светодиод загорается ярко-зеленым цветом. Значит схема работоспособная, и мы ее можем использовать по своему усмотрению.

Заключение

Беспаечные макетные платы завоевывают мир. Любую схему на них можно собрать и разобрать за считанные минуты. После сборки и проверки схемы на макетной плате, можно смело приступать к ее сборке в чистом виде. Думаю, у каждого уважаемого себя электронщика должна быть такая макетная. Но имейте ввиду, схемы с большим током в цепи лучше все таки на ней не проверять, так как контакты макетные платки могут просто-напросто выгореть — закон Джоуля-Ленца. Удачи вам в разработке и конструировании радиоэлектронных устройств!

Где купить макетную плату

Макетную плату с гибкими джамперами и даже с готовым блоком питания 5 Вольт можно сразу купить набором на Алиэкспрессе. Выбирайте на ваш вкус и цвет!

Если же не хотите травить плату, то проще всего будет купить одноразовую макетную плату и собрать на ней готовое устройство:

ЦАНГОВАЯ МАКЕТНАЯ ПЛАТА

Как пользоваться цанговой макетной платой? Допустим у нас есть соединение на схеме из 5 деталей, мы втыкаем выводы деталей в ряд вертикально расположенных отверстий и таким образом они все внутри платы оказываются замкнутыми гребенкой контактов. Часто бывает такая ситуация, что нам нужно замкнуть не 5, а большее количество контактов, в таком случае мы ставим проволочную перемычку, (другими словами говоря просто проволочку) соединяющую эти 5 отверстий с соседним рядом отверстий, или вообще с любым рядом отверстий на плате. В результате из 5 доступных отверстий сразу становится 8, потому что 2 отверстия из 10 у нас заняты проволочной перемычкой.

Если есть желание сэкономить, то такие перемычки вполне можно изготовить самому из витой пары, либо телефонного многожильного кабеля. Я предпочитаю последний, потому что он по диаметру жилы лучше подходит к отверстиям макетной платы и обеспечивает хороший контакт. Как быть если выводы детали не подходят по своим габаритам под диаметр отверстий? Очень просто: мы припаиваем отрезок провода к нестандартному контакту и подключаем к макетной плате уже его.

Для подключения плюса и минуса питания к цанговой плате удобно пользоваться специальными шинами питания, горизонтально расположенными рядами отверстий вверху и внизу макетной платы. Они помечены плюсом и минусом на плате, а также синими и красными полосками.

Очень удобны такие цанговые макетные платы для создания макета устройства на микроконтроллерах в частности, а также вообще на микросхемах в Dip корпусе. У этих микросхем шаг ножек совпадает с шагом отверстий на макетной плате.

Несколько рекомендаций

Не стоит силой втыкать выводы деталей которые вроде бы и подходят под отверстия, но втыкаются с трудом, в дальнейшем цанговые зажимы ослабнут и не смогут обеспечивать надежный контакт. Не стоит также пользоваться макетной платой, если планируется значительное потребление мощности устройством, пластмасса в местах соединения контактов с выводами может поплавиться. Ну и разумеется при работе с платой следует стараться избегать коротких замыканий. И тогда макетная плата прослужит вам долго. Автор — AKV.

Форум по обсуждению материала ЦАНГОВАЯ МАКЕТНАЯ ПЛАТА

Инструкция новичкам как научиться паять паяльником — различные провода, платы, микросхемы и другие детали.

В нескольких схемах рассмотрим, можно ли параллельно включать стабилизаторы напряжения, микросхемы типа LM317 и аналогичные.

Описание нового Блютус протокола беспроводной связи — Bluetooth Mesh.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector