Питание для макетной платы своими руками
Добавил пользователь Skiper Обновлено: 04.10.2024
На этом уроке мы познакомимся с так называемыми беспаечными макетными платами, на которых можно собирать очень сложные схемы, не прибегая к помощи паяльника.
1. Устройство беспаечной макетной платы
Ниже изображена типичная макетная плата, на которой с помощью проводов-перемычек собираются схемы.
Плата представляет с собой пластиковую доску, усеянную отверстиями. В эти отверстия можно втыкать провода-перемычки, микросхемы, резисторы, светодиоды, кнопки и прочие элементы с тонкими острыми металлическими выводами. Расстояние между отверстиями — 2.54 мм. Это стандартное расстояние, так что многие электронные компоненты отлично вставляются в эту плату.
Самое главное в такой макетной плате — скрытые соединения между отверстиями. Схема этих соединений изображена на картинке.
Проводники, размещенные ближе к середине платы, соединяются в вертикальном направлении. По краям платы идут горизонтальные длинные проводники, которые чаще называют шиной питания.
Как пользоваться беспаечной макетной платой? Рассмотрим несколько примеров.
2. Электрическая цепь
Сначала ставим светодиод.
Затем ставим резистор таким образом, чтобы одна из его ног был под, либо над анодом светодиода (анод — это положительный вывод, он длиннее, чем катод). Используем резистор номиналом 1 кОм.
Зеленым цветом подсвечиваются скрытые проводники.
Теперь соединяем всё с батареей. Положительный контакт батареи подключаем ко второй ноге резистора, а отрицательный — к катоду светодиода (короткая нога).
Цепь замыкается и светодиод мгновенно вспыхивает!
3. Кнопка
Добавим в цепь тактовую кнопку.
Теперь чтобы замкнуть цепь необходимо нажать кнопку. Жмем кнопку — светодиод зажигается!
4. Шина питания
Для этого задания нам понадобятся дополнительные провода-перемычки. Это такие проводки, в обоих концов которых находится штырёк.
Воспользуемся двумя верхними горизонтальными линиями, чтобы подать питание сразу на три светодиода.
На заметку. Принято красной линией обозначать положительный контакт элемента питания, в синей — отрицательный.
Вставим кнопку в разрыв отрицательной линии питания.
Жмем кнопку — все три светодиода одновременно зажигаются.
К размышлению
Вот и всё! Беспаечная макетная плата — очень удобная штука для создания макетов. Однако, стоит опасаться делать на такой плате более или менее серьезные устройства, даже если это школьный проект.
Дело в том, что соединения на беспаечной плате получаются весьма и весьма ненадежными: провода-перемычки могут легко выпасть из своих гнезд, а контакты со временем окисляются. К тому же надо помнить, что любой разъем — это конденсатор, и чем их больше на плате, тем менее предсказуемым будет результат. Так что сразу после освоения беспаечных макетных плат, нужно непременно научиться пользоваться паяльником!
Телефонный звонок:
— Алло, здравствуйте, скажите пожалуйста, есть ли в наличии микросхема XXYY-ZZ?
— Минуточку… Есть, но к сожалению, они сейчас только в DIP-корпусе…
— Да? Спасибо… а как пройти в дип-корпус ?
Предисловие
Назначение
Конструкция
Пайка
Пайка некоторых узлов далась с трудом (здесь видно, что легче было бы использовать свою печатную плату, разведённую специально под задачу):
Наконец, чтобы защитить макетную плату в эксплуатации от коротких замыканий, плата была покрыта снизу прозрачным пластиком (это позволяет свободно обозревать коммутации и напоминать пользователю разводку макетной платы):
Схема
Макетная плата состоит из нескольких, не соединённых между собой, функциональных блоков. Связи между ними устанавливает сам пользователь, с помощью монтажных проводов — таким образом, достигается гибкость и прозрачность разводки макета. Для подключения проводов, на плате используются цанговые гнёзда, обеспечивающие надёжный контакт. Макетная плата предоставляет всю необходимую стартовую обвязку для работы микроконтроллера.
Применение
Программатор-отладчик
Подключать программатор можно через: 6-пиновый или 10-пиновый штырьковый разъём (как наиболее распространённые стандарты), а затем разводить перемычками, с цанговой панели к гнезду микроконтроллера — при этом, распиновка разъёма программатора не имеет никакого значения! Так что, можно использовать любой программатор, для любого семейства микроконтроллеров…
Внутрисхемная коммутация
Питание схемы
Подключение Кварца
Что здесь можно улучшить?
2) Для серийности: вместо сборки устройства на универсальной макетной плате — следует развести свою печатную плату (см. ЛУТ), рационализировав компоновку узлов, и используя некоторые элементы в SMD-исполнении.
Решение: Выпрямительный мост на МОП-транзисторах (мизерное падение напряжения)
Для сравнения, промоделируем аналогичную схему, на классическом диодном мосте:
-
, , , , , , , ,
- +6
- 02 января 2014, 06:13
- 1
Комментарии ( 38 )
Ой, ужос. На таких соплях кварцевый генератор запросто может не запуститься.
А вообще, в итоге у тебя получился обычный бредборд.
Я тоже немного сомневался в таком решении. Но проверил: на Кварце 8Мгц — микроконтроллер запускается чётко. Выше, пока, не тестировал…
Отпадает выключатель и удобные разъемы. Алсо, из разъемов питания я бы еще USB-B поставил. Кстати, у Ди вместо мостика — просто диоды шоттки для развязки и защиты от переполюсовки. На них втрое меньше падает.
Общее потребление макета устройства может быть гораздо больше полуампера — на это я старался рассчитывать.
Пинборд 2 куда развесистей, а запитан через одноамперные диоды (1N5819) и СВП (СамоВосстанавливающийся Предохранитель) на полампера. Мало что жрет так много, и такие нагрузки можно повесить на отдельное питание. Алсо, при паре ампер на мостике уже далеко не 1.1В высадится.
Как будто это разница. На пинборде — бредборд и сделан из цанговых разъемов. Но в дополнение к нормальной макетной плате. А у тебя — просто бредборд.
В прошлой статье мы рассмотрели технологию монтажа накруткой. Но практика — критерий истины. К тому же DIHALT задал конкретный вопрос о том, как же быть с деталями? Ясно, что детали ставятся на плату с одной стороны, а все соединения происходят с другой стороны (вроде бы логично, но как?). Для монтажа накруткой есть готовые платы, но они очень дорогие.
В этой статье я покажу свое решение, как макетировать накруткой, на плате, которую я сделал сам буквально за пару часов.
Первые трудные шаги
В конце первой части я рассказывал о практическом применении и проблемах, с которыми столкнулся. Сейчас я разрабатываю проект синтезатора на ПЛИС и нахожусь в процессе постоянных экспериментов, поэтому схемотехника меняется постоянно. Постоянно требуются перекоммутации. Если внутри ПЛИС достаточно перебросить сигналы на другие выводы, то на плате все происходит не так быстро. Именно для того, чтобы повысить скорость изменения схемы, ее надежность и устойчивость к многократным переделкам, я и взялся за монтаж накруткой. Но не все так гладко.
Мой проект состоит из двух плат: плата, на которой расположена микросхема ПЛИС и плата расширения для нее — синтезатор. Соединяются платы через 40 штырьковый разъем с помощью шлейфа. Дальше всю схему на плате расширения я делал поверхностным монтажом. То есть провода припаивались прямо к штырькам разъема. А для того, чтобы перейти на монтаж накруткой, мне нужно вывести эти 40 линий на сторону платы, где будут штыри. Туда же, для примера, я вывожу, допустим 8 резисторов по 10 КОм. Делаю так, как и решил ранее. Вставляю стойки в плату. Сверху к стойкам припаиваю радиоэлементы. В случае с разъемом пришлось паять провода. Получилось все очень плохо: долго, не надежно, не удобно, не красиво. К тому же стойки очень плохо лудились и паять к ним было очень сложно.
Сверху штырьки для перехода на Wire Wrap. Под ними разьем. И 20 бубликов — провод. Ниже 8 резисторов, припаяных к стойкам
То же — с другой стороны: верхний ряд — стойки разьема, ниже — два ряда стойки к которым припаяны резисторы
Потратив 3 часа и сделав только половину работы всего лишь по разьему, и кое как припаяв 8 резисторов, с грустными мыслями я пошел спать.
Мыслей было две:
1) я не правильно провожу монтаж элементов
2) нужно что-то решить с тем, что стойки плохо лудятся
И перед сном на меня снизошло озарение!
Концепт платы
Готовые платы Wire Wrap обычно сделаны по такому принципу.
С одной стороны устанавливаются элементы
А с другой стороны это все выходит штырьками
Длинными штырьками. И кроме штырьков на той стороне вообще ничего нет.
И почему же я так не делаю? Зачем я продеваю стойки, никак их не закрепляю, а радиоэлементы припаиваю на стойки?
Это же бред! Радиоэлементы надо паять как раз на макетную плату как обычно, а штыри выводить на другую сторону, где нет медных проводников!
Осталось только решить проблему с лужением. Вопрос решился с помощью флюса Ф38Н. Я вообще не понимаю, как я жил раньше без него!
Делаем!
Берем кривые китайские платы:
Паяльник (у меня автомобильный 12 вольтовый с ЗУ от туда же), третья рука, мой любимый припой — ПОС-61 1.5мм метра два, и открытие этой осени — Ф38Н, еще там тонкая трубочка, в которую я набирал кислоту и наносил ее на стойки.
Отпиливаем с платы лишнее, шкурим, обезжириваем. Лудим стойки. Устанавливаем на плату и пропаиваем. Благодаря флюсу и ПОС-61 в катушке, паять было одно удовольствие! Быстро и красиво.
С торца платы я делаю из стоек две полосы по 20. Это разъем для соединения с платой ПЛИС. Там же два провода — питание.
Весь остальной монтаж на плате служит исключительно для прототипирования нужной мне схемы.
Со стороны печатного монтажа будем припаивать дискретные элементы: микросхемы, резисторы, конденсаторы и там же соединять их с одной из стоек. А еще лучше припаять панельки и все элемнты оперативно вставлять в них
А с другой стороны уже соединять элементы накруткой (справа две линии — это питание).
ВАЖНЫЙ МОМЕНТ!
При переходе на монтаж накруткой нужно немного переключить свое мышление и начать делать именно монтаж накруткой. Уходить от поверхностного монтажа и по возможности от пайки. Мне это сделать с первого раза не получилось. И сейчас, когда я сделал новую плату, я чуть опять не начал допускать те же ошибки. Вот пример: нужно из входа-разъема перенести все 40 линий на первую линию стоек. Что я собрался делать? Конечно! Припаять провод от разъема к первой линии. Но это ошибка. Так делать не нужно. Вообще не нужно перебрасывать все 40 линий. Нужно только те, что потребуются в данной схеме (1). И вместо пайки мы можем применить монтаж накруткой. Стойки большие, после установки шлейфа под ним достаточно место, чтобы накрутить провод(2).
(Несколько дней спустя).
Так сейчас выглядит плата. За эти дни она несколько раз поменялась, но все изменения давались легко и быстро.
Вид со стороны монтажа накруткой:
Вид со стороны монтажа элементов (извините, что так пёстро):
Вывод. Такой способ макетирования мне подходит и я буду использовать его в дальнейшем. Попробуйте!
Ну, а опытные пусть воспринимают этот текст как ещё одну байку о том, как живут уцелевшие радиогубители в глухих глухоманях (Дальний Восток, очень дальний), куда цивилизация, думаю дотянется ещё ох как не скоро.
Содержание / Contents
↑ Ты помнишь, как всё начиналось…
Надеюсь, что многие из уважаемых датагорцев, помнят свои первые шаги в электронику. Помнят как выглядели их первые приёмники, усилители или там генераторы, до того, как были полностью проверены, настроены, собраны на печатных платах и помещены в корпуса.
Для схем посложнее брался отрезок доски. Из жести вырезались контактные площадки и рядами прибивались к той самой доске на гвоздики.
Возможно, где-то в сарае у моих родителей до сих пор хранится такое изделие. Именно на таких макетных платах радиолюбители в наших, да и не только в наших краях, собирали и настраивали свои первые конструкции. Измеряли и подгоняли режимы транзисторов, добивались требуемых параметров или хотя бы просто работы, до того, как изделие попадало (или не попадало) на нормальную плату, затем в корпус и радовало своего создателя.
К сожалению в то время, когда такая макетная плата изготовлялась крайний раз (примерно год назад), под рукой не было фотоаппарата. Поэтому придётся ограничиться криво сделанными мной рисунками и пояснениями.
↑ Без единого гвоздя
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.
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:
В результате получается что-то вот такое.
Теперь можно спокойно паять свою конструкцию (если она не превышает размеры платы или не собирается на сверхминиатюрных компонентах). Замерять и гонять режимы, вносить в схему изменения. А когда заработает как надо — разрабатывать печатку, корпус и т. д.
А можно и вообще не делать. Но, возможно пригодится кому-нибудь. Мало ли.
На данный момент сделано две такие платы. Надеюсь, что пригодятся для подготовки следующих статей.
↑ P.S. Немного воспоминаний, не совсем в тему
Микрофонный усилитель
Одна из первых собственноручно спаянных удачных схем. Долгое время удивлял знакомых чувствительностью, позволяющей записывать тиканье часов из соседней комнаты:)
До наших дней сохранился только чудом.
Одна из гитарных примочек
Как видите пара плат сделана из картона. Давно уже, лет двадцать назад. Видать торопился тогда. Подумываю заменить их на печатные да и схему изрядно перелопатить, только всё руки не доходят. Тем более в уличных концертах этому изделию уже вряд-ли предстоит участвовать.
Неведомая антинаучная фигня
Когда-то в докомпьютерные времена служила ритм-боксом и обеспечивала моё гитарное брыньканье ударным сопровождением бумканьем и дыцканьем :russian:
Несмотря на опять же картонные платы, криво сделанную, не вполне законченную схему и общую неактуальность, работает до сих пор.
Ну, для изготовления рабочих плат я этот способ уж точно никому рекомендовать не буду. Так, для смеха вспомнил. Хотя, думаю, вполне можно использовать для быстрой сборки и настройки чего-нибудь не очень сложного, когда нет времени или настроения делать макетку описанную в статье.
Читайте также: