5 sfaturi pentru reușita plăcii: 5 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Numele meu este Jeremy și sunt în anul meu junior la Universitatea Kettering. În calitate de student la inginerie electrică, am avut ocazia să petrec multe ore în laboratoare construind circuite mici pe panouri. Dacă aveți experiență în realizarea unor circuite mici și a unor proiecte electronice de bricolaj, este posibil să nu găsiți prea multe beneficii aici. Scopul acestei instrucțiuni este de a acoperi elementele de bază ale utilizării unei plăci, introducerea componentelor comune și construirea unor circuite mici. În plus, voi discuta pe scurt cum să vă organizați circuitul, precum și câteva strategii de depanare pentru acele ocazii în care lucrurile se înrăutățesc.

Se presupune că citirea individuală a acestui lucru are o anumită familiaritate cu elementele de bază ale electronicii și terminologiei: fluxul de curent, tensiunea, polaritatea, conductanța, scurtcircuitul, circuitul deschis, joncțiunea și polarizarea. În plus, se presupune că cititorul este familiarizat cu sursele de alimentare de comutare utilizate în mediul de laborator.

Scriu acest lucru pentru că îmi place să construiesc circuite mici în laboratoare și am observat câteva probleme și erori comune pe parcurs. Speranța mea este că acest lucru va ajuta pe cineva doar să înceapă călătoria în descoperirea electronicii pentru a găsi ceva util care să-i salveze unele dintre durerile de cap pe care le-am întâmpinat de-a lungul drumului și să deschidă ușa spre bucuriile construirii unui circuit mic!

Pasul 1: Breadboard-ul

Ce este un panou de testare ?:

Un instrument popular pentru prototiparea și testarea circuitelor, permițând utilizatorului să se conecteze rapid și să schimbe componentele și să facă joncțiuni cu ușurință. Folosirea unei plăci de asamblare permite asamblarea rapidă și modificarea circuitelor fără cerințe de lipire.

Configurația:

Benzi terminale: Rulați orizontal, cu numerele de rând incrementate cu cinci și literele de coloană în grupuri de cinci. Rândul 1, coloanele A-E alcătuiesc un punct de contact continuu - sau joncțiune, iar rândul 1, coloanele F-J alcătuiesc altul

Benzi de autobuz: Rulați vertical în perechi pe lungimea fiecărei părți și sunt etichetate fie „+”, fie „-”. Întreaga bandă + este o joncțiune continuă, iar - banda este o joncțiune continuă, permițând conectarea mai multor componente la o sursă de alimentare

Trough / Groove: rulează lungimea panoului vertical între benzi terminale. Rândurile sunt discontinue la acest șanț, permițând utilizarea circuitelor integrate (IC-uri)

Plăcile pentru pâine pot fi achiziționate într-o varietate de dimensiuni și stiluri, dar descrierea de mai sus a configurației rămâne aceeași indiferent dacă aveți jumătate de placă sau un model mai mare cu terminale de alimentare și plăci multiple montate pe o placă de metal.

Pentru a avea succes în realizarea circuitelor dvs., este esențial să înțelegeți cu fermitate aspectul punctelor de contact din panou. Atunci când este utilizată corespunzător, placa este un instrument excelent pentru a construi circuite și a face modificări din mers!

Pasul 2: Cunoaște-ți componentele

În cadrul proiectării circuitelor electronice, veți întâlni o varietate de componente. Deși nu se dorește a fi o listă exhaustivă, voi evidenția unele dintre componentele cele mai comune, scopul lor și unele avertismente pentru manipulare. Multe dureri de cap pot fi salvate prin manipularea și utilizarea corectă a componentelor. Dacă abia începeți în domeniul electronicii, puteți găsi multe kituri de componente care vă oferă elementele de bază pentru mai puțin de 20 USD.

Rezistor: (măsurat în ohmi) Rezistă la fluxul de curent într-un circuit. În funcție de amplasarea într-un circuit, poate fi utilizat pentru a împărți tensiunea sau curentul. Rezistoarele au benzi colorate pe ele, care indică valoarea rezistenței lor în ohmi, precum și toleranța lor. Un tabel este util pentru determinarea valorilor rezistenței. Un rezistor poate fi plasat în ambele direcții într-un circuit și va funcționa în același mod (nu are polaritate).

Foto-rezistor: rezistă fluxului de curent. Valoarea rezistenței variază în funcție de lumina ambientală. Poate fi utilizat în aplicații de estompare sau la pornirea unui circuit în condiții de lumină slabă.

Condensator: (măsurat în Farads) Un condensator stochează energie care poate fi apoi disipată într-un circuit ulterior. Acționează ca un bloc al curentului continuu, dar permite trecerea curentului alternativ. Condensatoarele au o gamă largă de aplicații, de la filtrarea în frecvență până la netezirea undelor într-un circuit redresor. Este important să rețineți că, în timp ce condensatoarele de disc din ceramică nu sunt componente polare, trebuie să aveți grijă la condensatoarele electrolitice, deoarece acestea au un cablu desemnat pentru conectarea la bornele pozitive și negative și pot fi deteriorate atunci când sunt plasate în spate.

Tranzistor: Un tranzistor este un semiconductor care reglează fluxul de curent, amplifică semnalele sau acționează ca un comutator. Există multe tipuri diferite de tranzistoare, dar cel mai important aspect în proiectarea timpurie a circuitului (presupunând că aveți tranzistorul corect pentru aplicație) este că trebuie să aveți grijă să evitați șocul static al acestor componente.

Diodă: o diodă este un semiconductor care acționează ca o supapă de reținere unidirecțională pentru curgerea curentului. Când este orientat înainte, curentul intră în anod (+ conductor) și curge în catod (- conductor). Cu toate acestea, atunci când este inversat, acționează ca un comutator deschis și nu curge curent peste componentă. Trebuie luată în considerare orientarea, deoarece plasarea unei diode înapoi va duce la un comportament nedorit al circuitului sau la o diodă suflată.

Diodă Emițătoare de Lumină (L. E. D): O diodă specială care emite lumină atunci când conduce. Folosit în multe aplicații mici în care sunt necesari indicatori. Beneficiile includ un consum extrem de redus de energie și o durată de viață extrem de lungă.

Circuit integrat: ultima componentă de pe care voi introduce este circuitul integrat (IC). Există mult prea multe variante de listat aici, dar câteva sunt amplificatorul operațional, temporizatoarele, regulatoarele de tensiune și matricile logice. Circuitele integrate oferă un întreg circuit într-un cip mic și pot conține rezistențe, diode, condensatori și tranzistoare, toate într-un cip mai mic decât un centimetru. Există o convenție de numerotare pentru pinii de pe un cip IC, există o liniuță sau un punct pe suprafața cipului, iar acest lucru corespunde pinului 1, pinii sunt apoi numerotați secvențial în lateral și fac backup în celălalt.

PRUDENȚĂ! Circuitele integrate pot fi distruse de șocul static.

Împreună cu componentele de mai sus, există inductoare, relee, comutatoare, potențiometre, rezistențe variabile, afișaje cu șapte segmente, siguranțe, transformatoare … ai idee! O căutare rapidă online va oferi o mulțime de informații utile (De exemplu: prezentări generale ale componentelor, ce face un tranzistor ?, tipuri de condensatoare)

Cunoașterea informațiilor de bază despre componentele pe care le utilizați, indiferent dacă sunt sau nu sensibile la statică și dacă au sau nu polaritate, va fi foarte benefică. Nu numai că veți economisi timp, bani și dureri de cap; dar circuitul va funcționa mult mai repede după cum se dorește!

Pasul 3: Organizarea este esențială

Organizație - De ce contează?:

Circuitele de mai sus (partea dreaptă) sunt aceleași funcțional, dar cu aspect deosebit de diferit. În timp ce primul folosește mai puține cabluri, nu este metoda preferată pentru construirea circuitelor mici. Există o mulțime de spațiu pe o placă pentru circuite mici; nu vă fie frică să utilizați acest spațiu!

Deși alegerea a ceea ce se folosește pentru clienți potențiali este personală, câteva lucruri pot face viața semnificativ mai ușoară. O mulțime de oameni vor folosi sârmă de cupru și își vor face propriile oportunități, dar preferința mea sunt jumperii care pot fi cumpărați ieftin online. Jersetele sunt realizate din fire de sârmă față de firul de cupru rigid și au un știft la capăt pentru o utilizare ușoară. Avantajul cu firele este că cablajul este mult mai flexibil, deci este mai puțin probabil să întrerupeți o conexiune și există o flexibilitate mai mare în rutare. O ultimă notă privind cablajul, este foarte util să vă „codificați culoarea” cablajul într-un mod ușor de urmărit (figura din stânga de mai sus). De exemplu, îmi place să-mi păstrez cablajul roșu și negru pentru tensiunile pozitive și negative (respectiv), de multe ori folosesc gri sau portocaliu pentru pământul meu comun, albastru pentru semnalul de intrare și alb sau galben pentru joncțiunile interne. Dacă aveți mai multe surse de alimentare, precum și intrări de la un generator de semnal, este util să creați etichete pentru firele dvs. și să le etichetați pentru a asigura conexiunea corectă ulterior.

Când vine vorba de urmărirea unei diagrame schematice, lucrurile sunt mult mai ușoare dacă așezați componentele pe placa cât mai aproape posibil de aspectul din schemă. În acest fel, puteți vedea valorile componentelor dintr-o privire, precum și pentru a facilita urmărirea rutelor de semnal / depanarea erorilor. Laboratoarele din majoritatea școlilor vă vor instrui adesea să luați o măsurare a tensiunii sau curentului într-un anumit punct al circuitului; în aceste cazuri, faptul că circuitul dvs. reflectă fizic schema este un ajutor enorm! În cele din urmă, pe măsură ce intrați în circuite mai complexe și mai avansate, este important să păstrați componentele mai sensibile (cum ar fi circuitele integrate) departe de inductoare, relee și alte componente în care acestea ar putea fi deteriorate din câmpurile magnetice.

Dacă circuitul pe care îl construiți are unul (sau mai multe) circuite integrate, numărul de componente și cabluri necesare pentru a construi circuitul poate deveni destul de dezordonat. Pentru a ajuta la reducerea aglomerației și a face lucrurile mai ușoare pentru dvs., este adesea util să plasați circuitul integrat departe de orice altceva de pe placă și să plasați celelalte componente cu cabluri la pinii IC. în acest fel, este mult mai ușor să descifrezi lucrurile mai târziu. Dacă circuitul urmează să fie construit în formă permanentă ulterior, puteți consolida totul pentru a se încadra într-un spațiu mai mic.

Pasul 4: Depanare de bază

Totul este bine - până nu este!

Așa că v-ați făcut temele, vă înțelegeți componentele și circuitul este construit exact așa cum arată instrucțiunile. Răsuciți comutatorul de alimentare … și … NIMIC! Nu este neobișnuit să construiești un circuit mic și să descoperi după aceea că ceva nu este în regulă. Toate acestea fac parte din procesul de învățare. Știind de unde să începeți cu depanarea, puteți reduce necazurile și iritarea problemelor.

Sursă de alimentare: în general, cel mai bine este să începeți depanarea, asigurându-vă că energia ajunge în circuit. Dacă circuitul funcționează cu o baterie, utilizați un multimetru pentru a verifica tensiunea și asigurați-vă că este suficient „suc” pentru a alimenta circuitul. Dacă se utilizează o sursă de alimentare, există mulți factori de luat în considerare:

Mod de alimentare: Multe surse de alimentare au capacitatea de a furniza curent constant (cc) sau tensiune constantă (cv). Este important să vă asigurați că setarea corectă este selectată pentru o funcționare corectă. Majoritatea proiectelor mici vor fi conectate la o sursă de alimentare în regim de tensiune constantă

Masă / Tensiune negativă: dacă proiectul dvs. este alimentat de o baterie, este puțin probabil să fie o problemă. Atunci când utilizați o sursă de alimentare, de multe ori circuitele vor avea o tensiune negativă aplicată (cum ar fi un amplificator operațional), precum și o masă comună. Este important să înțelegem distincția aici și să nu vedem că tensiunea negativă și masa comună sunt interschimbabile

Setări sursă de alimentare: dacă se aplică tensiune negativă, asigurați-vă că știți cum să reglați setările sursei de alimentare. Acest lucru va varia între producători, dar în mod normal se va realiza prin intermediul comutatoarelor de selecție din partea din față a unității. Prima dată când am folosit o sursă de alimentare pentru a furniza -12 volți unui amplificator operațional, nu am reușit să verific dacă setările pentru tensiune au fost ajustate atât pentru sursa +, cât și pentru -. În consecință, am petrecut peste o oră reconstruind / verificând dublu circuitul meu

Configurarea circuitului

Efectuați o comparație a schemei și a circuitului, dacă ați construit circuitul pentru a reflecta schema în aspect, acest pas este mult mai simplu.

Verificați orientarea componentelor polare (diode, condensatori, tranzistoare)

Asigurați-vă că cablurile componentelor nu se ating, creând condiții de scurtcircuit

Verificați benzi terminale, asigurați-vă că toate cablurile și firele componentelor sunt introduse ferm în punctul de contact și că toate componentele care ar trebui să formeze o joncțiune o fac de fapt. Este ușor să vă mutați accidental pe o altă bandă terminală atunci când lucrurile sunt aglomerate. Acest lucru creează o pauză (sau circuit deschis)

Dacă totul arată bine cu puterea, orientarea componentelor și cablarea, începeți să suspectați o componentă defectă. Dacă circuitul conține un IC, uneori doar schimbarea acestuia poate rezolva problema. În plus, dacă vă aflați într-un mediu de laborator și reciclați componente, este posibil să descoperiți că aveți un condensator, o diodă sau un tranzistor defect pe care un grup l-a conectat anterior greșit și distrus

Pașii de mai sus ar trebui să rezolve multe dintre problemele întâmpinate în construirea circuitelor de bază, dar dacă totul arată bine și tot nu funcționează, poate fi timpul să descompunem totul, să verificăm toate valorile rezistorului și să verificăm toate componentele care sunt capabil să fie testat cu echipamentul disponibil. Cele mai multe diagrame schematice - în special cele utilizate pentru laboratoare în mediul academic - au fost construite și dovedite de mai multe ori, deci este foarte puțin probabil ca problema să rezideze în proiectarea schematică. Cu toate acestea, dacă vă prototipați propriul circuit și nu puteți rezolva problemele prin depanare, poate fi cel mai benefic să vă întoarceți la tablă și să analizați modelul circuitului pentru defecte.

Pasul 5: Nu renunțați

Este foarte ușor să te frustrezi atunci când construiești circuite mici. Există literalmente nenumărate variații ale modului în care lucrurile pot merge prost. Unele probleme sunt mult mai dificil de depanat decât altele. Deși mai ușor de spus decât de realizat, nu lăsați frustrarea să înțeleagă judecata. Faceți un pas înapoi, răcoriți și evaluați situația dintr-o perspectivă logică. Aproape am ieșit din laboratoare de mai multe ori din cauza frustrării, doar pentru a descoperi că un cablu a fost deconectat undeva sau că un semnal de ieșire nu a fost pornit. Cel mai adesea, problema într-un circuit este doar un mic detaliu. Luarea de pași logici și metodici pentru a evalua circuitul și a identifica problema duce, în general, la o rezoluție. Există atât de multe fațete ale electronicii de explorat, nu lăsați că eșecurile sau eșecurile vă permit să renunțați la acest efort plin de satisfacții!