Retro prototypování, skvělé pro výuku: 14 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Přemýšleli jste někdy nad tím, odkud pochází výraz „Breadboard“? Zde je příklad toho, o čem byly prkénka. V počátcích elektroniky byly součásti velké a těžkopádné. Neměli tranzistory ani integrované obvody, pouze elektronky. Bylo tedy běžnou praxí stavět prototypové obvody na dřevěném bloku pomocí hřebíků nebo šroubů jako spojovacích bodů obvodu. Trubkové objímky bylo možné přišroubovat distančními sloupky, na desku byly přišroubovány také transformátory a větší součásti. Rezistory, kondenzátory a cívky lze pájet na nehtové hlavice.

Tato technika je u některých obvodů stále užitečná. Toto je příklad projektu, který jsem měl pro děti, které se chtěly naučit elektroniku. Mohli postavit obvod podle schématu. Když skončili, mohli si okruh vzít domů a nechat si ho. Pro dalšího uživatele již nemuselo být rozebíráno, jak je tomu u moderních nepájivých prkének.

Obvod je jednoduchý astabilní multivibrátor. Střídají se červená a zelená LED. Rychlost blikání je určena časovou konstantou RC odporů a kondenzátorů.

Krok 1: Požadované materiály

1. Kus měkkého dřeva asi 3 krát 5 palců (nebo větší). Jasná borovice funguje dobře.

2. Trochu lepidla ve spreji.

3. Některé 3/4 měděné hřebíky s páskem proti povětrnostním vlivům (k dispozici v Home Depot).

4. Asi stopa 24ga pocínovaného sběrnicového drátu. (nebo odizolujte izolaci z plného drátu 24ga)

5. Dva odpory (R1 a R4), 470 ohmů, 1/4 watt.

6. Dva odpory (R2 a R3), 51 000 ohmů, 1/4 watt. (viz text)

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

8. Dvě 5mm LED diody, jedna červená a jedna zelená, jsou dobré.

9. Dva NPN bipolární malé signální tranzistory. 2N2222, 2N3904 nebo ekvivalent.

10. 9voltová baterie a svorka na baterii.

Krok 2: Potřebné nástroje

1. Malé kladivo.

2. Páječka a pájka

3. Nůžky.

4. Nůžky na drát.

5. Jehlové kleště.

6. Ochrana očí

Krok 3: Vytiskněte schéma

Stáhněte si soubor PDF a vytiskněte jej. Při tisku nezapomeňte zvolit „skutečnou velikost“. Výsledný obrázek by měl být asi 3 palce široký a 2 palce vysoký.

Krok 4: Připevněte schéma k desce

Vyřízněte schéma. Velmi lehce nastříkejte záda sprejovým lepidlem. Stiskněte schéma na desce, zhruba uprostřed.

Krok 5: Vjeďte do hřebíků

Od této chvíle používejte ochranu očí!

Pomocí malého kladiva zatlučte hřebíky do desky v každé kulaté tečce schématu. Tyto body jsou známé jako uzly obvodů. K dispozici je 14 uzlů.

Hřebíky by měly být zatlačeny přibližně o 1/4 ". To by ponechalo 1/2" nad deskou.

Poznámka: Při práci na takových věcech je nejjednodušší začít uprostřed desky a pracovat směrem ven. Totéž platí pro pájení.

Krok 6: Nainstalujte propojovací vodiče

Podíváte -li se pozorně na schéma, uvidíte několik uzlů, které jsou spojeny drátem. Zemnicí sběrnice ve spodní části obvodu, napájecí sběrnice v horní části obvodu a dvě připojení kondenzátorů k základně tranzistorů.

Nainstalujte každý ze čtyř vodičů tak, že drát pevně omotáte kolem hřebíku a poté omotáte kolem každého hřebíku, ke kterému se připojí. Ve středu okruhu se dva propojky musí překřížit, ale nesmí se dotýkat. Nainstalujte první z nich blízko desky. Nainstalujte druhou vysokou na nehty, těsně pod hlavu.

Krok 7: Pájejte a ořízněte propojky

Každý drát připájejte na stranu hřebíku a odstřihněte přebytečný drát. Buďte opatrní, nenechte dráty létat po místnosti.

Vaše prkénko by mělo vypadat jako na fotografii.

Krok 8: Nahraďte každý hřebík kapkou pájky

Na vrch každého nehtu připájejte kapku pájky. Pokud jsou svody (výrazné leedy) vašich komponent čisté, malá blob je veškerá pájka, kterou budete potřebovat. Podívejte se na detailní fotografii. Vypadají vaše nehty takto? Všimněte si pájky propojovacího drátu a kuličky na vršku hřebíku.

Krok 9: Nainstalujte si odpory

Na místě jsou čtyři odpory, které lze pájet. U tohoto prototypu používáme „čistý“přístup. Zde jsou díly pečlivě oříznuty, aby vypadaly elegantně. Druhý přístup se zdá být nedbalý, protože vývody součástí jsou ponechány dlouhé, aby bylo možné pozdější opětovné použití. Více o tom později.

R1 a R4 jsou 470 ohmů nebo žluto-fialovo-hnědé-zlaté. Položte odpor přes hlavy hřebíků. Pájejte každý konec jednoduchým přetékáním pájecího bloku. Ořízněte každý vodič blízko hlavy hřebíku.

R2 a R3 jsou 51K (51 000) ohmů nebo zeleno-hnědé-oranžovo-zlaté. Pájka a ořez.

Ve skutečnosti může být hodnota R2 a R3 odlišná, pokud byste chtěli použít kondenzátory s jinou hodnotou nebo změnit rychlost blikání. Udělal jsem schéma, pak jsem zjistil, že nemám po ruce žádné 10uF kondenzátory. Takže jsem použil nějaké 22uF kondenzátory a místo toho jsem použil 27K odpor. To dává přibližně stejnou rychlost blikání.

Krok 10: Nainstalujte diody LED

LED diody musí jít určitým způsobem. Všimněte si, že schéma ukazuje šipku s bodem dotýkajícím se lišty. Pruh je katoda, šipka je anoda. Pokud se podíváte pozorně na LED, uvidíte, že jeden vodič je delší (anoda) a na těle LED je v blízkosti kratšího kabelu (katody) malé ploché místo.

Opatrně ohněte každý vodič LED o 90 stupňů, jako na fotografii. Nejlepší je použít kleště s jehlovým nosem k uchycení elektrody v blízkosti těla diody LED a poté elektrodu ohnout z otevřeného konce. Tím se zabrání tomu, aby ohyb způsobil prasknutí těla LED.

Pájejte každou LED plochou stranou směrem k tranzistoru. Ořízněte oba svody.

Krok 11: Nainstalujte kondenzátory

Jedná se o hliníkové elektrolytické kondenzátory. Musí být také nainstalovány určitým způsobem. Stejně jako LED diody je nejdelším přívodem kondenzátoru „kladná“strana. Uvidíte opačnou stranu označenou „-“, znaménkem mínus.

Ohněte svody ve stejném panství jako svody LED. Delší vývod je pájka na místě se značkou „+“na schématu. Po pájení zastřihněte.

Krok 12: Poslední součásti, tranzistory

Tranzistory mají tři vývody, kolektor, základnu a vysílač. Podívejte se pozorně na fotografii. Všimněte si, že plochá strana obou tranzistorů je na pravé straně, i když je středový vodič ohnutý v jiném směru. Na Q1 je středový vodič ohnutý směrem k ploché straně, na Q2 je ohnut směrem k kulaté straně.

Každý tranzistor připájejte na místo a ořízněte.

Krok 13: Připojte napájecí zdroj a uvidíte, co se stane

Pájejte červený (kladný) vodič ze svorky baterie k napájecímu konektoru v horní části obvodu. (horní část R1)

Zapájejte černý (záporný) vodič na zemnící sběrnici (spodní část Q1)

Připojte baterii. Některé diody LED blikají tam a zpět, viz video jako příklad.

V případě potřeby můžete baterii držet na místě několika hřebíky.

Krok 14: Ne tak hezká cesta

Tady je další prkénko. Všimněte si, že přívody součástí byly ponechány v plné délce. Není to hezké, ale umožňuje to rozebrat desku a použít součásti pro jiné projekty. Problém je v tom, že je snadné zkratovat vodiče dohromady.