Retro prototypovanie, skvelé na vyučovanie: 14 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Zamysleli ste sa niekedy nad tým, odkiaľ pochádza výraz „Breadboard“? Tu je príklad toho, o čom boli chlebové dosky. V počiatkoch elektroniky boli súčiastky veľké a ťažkopádne. Nemali tranzistory ani integrované obvody, iba vákuové trubice. Preto bolo bežnou praxou stavať prototypy obvodov na drevenom bloku pomocou klincov alebo skrutiek ako spojovacích bodov obvodu. Rúrkové objímky bolo možné skrutkovať pomocou dištančných stĺpikov, na dosku boli priskrutkované aj transformátory a väčšie súčiastky. Rezistory, kondenzátory a cievky je možné spájkovať s hrotmi nechtov.

Táto technika je stále užitočná pre niektoré obvody. Toto je príklad projektu, ktorý som mal pre deti, ktoré sa chceli naučiť elektroniku. Okruh mohli postaviť podľa schémy. Keď skončili, mohli si okruh vziať domov a nechať si ho. Pre ďalšieho používateľa to už nemuselo byť rozoberané, ako je to v prípade moderných bezspájkových breadboardov.

Okruh je jednoduchý astabilný multivibrátor. Striedajú sa červené a zelené diódy LED. Rýchlosť blikania je určená časovou konštantou RC rezistorov a kondenzátorov.

Krok 1: Potrebný materiál

1. Kus mäkkého dreva asi 3 x 5 palcov (alebo väčší). Jasná borovica funguje dobre.

2. Trochu lepidla v spreji.

3. Niektoré 3/4 medené klince na klinový pás (dostupné v obchode Home Depot).

4. Asi stopa 24ga pocínovaného zbernicového drôtu. (alebo odstráňte izoláciu z pevného drôtu 24ga)

5. Dva odpory (R1 a R4), 470 ohmov, 1/4 wattu.

6. Dva odpory (R2 a R3), 51 000 ohmov, 1/4 wattu. (pozri text)

7. Dva kondenzátory (C1 a C2), 10uF hliníkový elektrolytický. (pozri text)

8. Dve 5mm LED diódy, jedna červená a jedna zelená, sú dobré.

9. Dva NPN bipolárne malé signálne tranzistory. 2N2222, 2N3904 alebo ekvivalent.

10. 9 -voltová batéria a spona na batériu.

Krok 2: Potrebné nástroje

1. Malé kladivo.

2. Spájkovačka a spájka

3. Nožnice.

4. Drviče drôtov.

5. Ihlové kliešte.

6. Ochrana očí

Krok 3: Vytlačte schému

Stiahnite si súbor PDF a vytlačte ho. Pri tlači zvoľte „skutočnú veľkosť“. Výsledný obrázok by mal byť asi 3 palce široký a 2 palce vysoký.

Krok 4: Namontujte schému na dosku

Vystrihnite schému. Chrbát veľmi ľahko nastriekajte sprejovým lepidlom. Stlačte schému na doske, zhruba v strede.

Krok 5: Zapichnite si nechty

Odteraz určite používajte ochranu očí!

Pomocou malého kladiva zatlačte klince do dosky v každom okrúhlom bode na schéme. Tieto body sú známe ako uzly obvodov. Existuje 14 uzlov.

Klince by mali byť zatlačené približne o 1/4 ". To by ponechalo 1/2" nad doskou.

Poznámka: Pri práci na takýchto veciach je najľahšie začať v strede dosky a pracovať smerom von. To isté platí pre spájkovanie.

Krok 6: Nainštalujte prepojovacie vodiče

Ak sa pozriete pozorne na schému, uvidíte niekoľko uzlov, ktoré sú spojené drôtom. Uzemnená zbernica v spodnej časti obvodu, napájacia zbernica v hornej časti obvodu a dve pripojenia od kondenzátorov k základni tranzistorov.

Nainštalujte každý zo štyroch drôtov tak, že drôt pohodlne omotáte okolo klinca a potom omotáte okolo každého klinca, s ktorým sa spája. V strede okruhu sa musia dva prepojky krížiť, ale nesmú sa dotýkať. Nainštalujte prvý z nich v blízkosti dosky. Druhú vysokú nainštalujte na nechty, tesne pod hlavu.

Krok 7: Spájkujte a orežte prepojky

Spájkujte každý drôt na stranu nechtu a odstrihnite prebytočný drôt. Buďte opatrní, nenechajte drôty lietať po miestnosti.

Váš chlebík by mal vyzerať ako na fotografii.

Krok 8: Na vrch každého klinca naneste špička spájky

Na vrch každého nechtu spájkujte kvapku spájky. Ak sú zvody (vyslovene leed) vašich súčiastok čisté, malá špička je všetka spájka, ktorú budete potrebovať. Pozrite sa na detailnú fotografiu. Vyzerajú vaše nechty takto? Všimnite si spájky prepojovacieho drôtu a škvrny na vrchu nechtu.

Krok 9: Nainštalujte svoje odpory

Na mieste sú štyri odpory, ktoré je možné spájkovať. Na tomto prototype používame „čistý“prístup. Tu sú diely tesne orezané, aby vyzerali úhľadne. Druhý prístup sa zdá byť nedbalý, pretože vývody súčiastok sú ponechané dlhé, aby sa umožnilo neskoršie opätovné použitie. Viac o tom neskôr.

R1 a R4 sú 470 ohmov alebo žlto-fialovo-hnedo-zlaté. Položte odpor cez hlavy klincov. Spájkujte každý koniec jednoduchým pretavením spájkovacej guličky. Odrežte každý zvod blízko hlavy klinca.

R2 a R3 sú 51 K (51 000) ohmov alebo zeleno-hnedo-oranžovo-zlaté. Spájka a ozdoba.

V skutočnosti môžu byť hodnoty R2 a R3 rôzne, ak by ste chceli použiť kondenzátory rôznych hodnôt alebo zmeniť rýchlosť blikania. Urobil som schému a potom som zistil, že nemám po ruke žiadne 10uF kondenzátory. Použil som teda kondenzátory 22uF a namiesto nich som použil 27K odpor. To dáva približne rovnakú rýchlosť blikania.

Krok 10: Nainštalujte diódy LED

LED diódy musia ísť určitým spôsobom. Všimnite si, že schéma ukazuje šípku s bodom, ktorý sa dotýka pruhu. Pruh je katóda, šípka je anóda. Ak sa pozriete pozorne na LED diódu, uvidíte, že jeden vodič je dlhší (anóda) a v blízkosti kratšieho vodiča (katóda) je na tele LED malé ploché miesto.

Opatrne ohnite každý vývod LED o 90 stupňov, ako na fotografii. Na držanie elektródy v blízkosti tela diódy LED je najlepšie použiť kliešte s ihlou a potom elektródu ohnite z otvoreného konca. Tým sa zabráni tomu, aby ohyb spôsobil prasknutie telesa LED.

Každú LED spájkujte plochou stranou smerom k tranzistoru. Odrežte obidva zvody.

Krok 11: Nainštalujte kondenzátory

Jedná sa o hliníkové elektrolytické kondenzátory. Tiež musia byť nainštalované konkrétnym spôsobom. Rovnako ako LED diódy, najdlhší vývod kondenzátora je „pozitívnou“stranou. Uvidíte opačnú stranu označenú znamienkom mínus „-“.

Ohnite zvody v rovnakom panstve ako zvody LED. Spájka na mieste so znamienkom „+“na schéme je dlhší zvod. Orezajte po spájkovaní.

Krok 12: Posledné súčiastky, tranzistory

Tranzistory majú tri zvody, kolektor, základňu a vysielač. Pozrite sa pozorne na fotografiu. Všimnite si, že plochá strana oboch tranzistorov je na pravej strane, aj keď je stredový vodič ohnutý v inom smere. Na Q1 je stredový vodič ohnutý smerom k plochej strane, na Q2 je ohnutý smerom k okrúhlej strane.

Spájkujte každý tranzistor na svojom mieste a orežte ho.

Krok 13: Pripojte zdroj napájania a uvidíte, čo sa stane

Pripojte červený (kladný) vodič zo svorky batérie k napájaciemu konektoru v hornej časti obvodu. (vrchol R1)

Pripojte čierny (záporný) vodič k uzemňovacej zbernici (spodok Q1)

Zapojte batériu. Niektoré diódy LED blikajú tam a späť, ako príklad pozri video.

V prípade potreby môžete batériu držať na mieste niekoľkými klincami.

Krok 14: Nie tak pekná cesta

Tu je ďalší breadboard. Všimnite si, že vodiče komponentov zostali po celej dĺžke. Nie je to pekné, ale umožňuje to rozobrať dosku a diely použiť na iné projekty. Problém je v tom, že je ľahké skratovať vodiče dohromady.