Что такое макетная плата и для чего она нужна

Что такое макетная плата и как ей пользоваться?

Для чего нужна макетная плата?

Начнем с основных понятий. При создании чего-либо, необходимо сначала сделать макет этого «чего-либо», будь это макет здания, стадиона или даже небольшого сельского дома. В электротехнике это называют прототипом. Для большинства своих уроков я собираю прототипы.

Прототип — это работающая модель устройства. Именно для прототипированя нам и понадобится макетная плата.

Беспаечные макетные платы (breadboard).

Видов беспаечных макетных плат существует множество. Они различаются количеством выводов, количеством шин, конфигурацией, но устроены все они по одному принципу. Макетная плата состоит из пластикового основания с множеством отверстий, расположенных обычно со стандартным шагом 2,54 мм. С таким же шагом обычно располагаются ножки у выводных микросхем. Отверстия нужны для того, чтобы вставлять в них выводы радиоэлементов или соединительные провода. Типичный вид макетной платы представлен на рисунке.

На рисунке ниже показан breadboard, на котором снято основание на нижней части. Как вы видите, на плате установлены ряды металлических пластин.

Каждая металлическая пластина имеет вид, приведенный на рисунке ниже. То есть, это не просто пластина, а пластина с клипсами, которые прячутся в пластиковой части монтажной платы. Именно в эти клипсы вы подключаете ваши провода.

То есть, как только вы подключили проводник к одному из отверстий в отдельном ряду, этот контакт будет одновременно подключен и к остальным контактам в отдельном ряду.

Обратите внимание, что на одной рельсе пять клипс. Это общепринятый стандарт. Большинство беспаечных макетных плат реализуются именно таким образом. То есть, вы можете подключить до пяти компонентов включительно к отдельной рельсе на breadboard’е и они будут связаны между собой. Но ведь на плате десять отверстий в ряду! Почему мы ограничены пятью контактами? Вы, наверное, обратили внимание, что по центру монтажной платы есть отдельная рельса без пинов? Эта рельса изолирует пластины друг от друга.

На рисунке ниже показан светодиод, установленный на беспаечную макетную плату. Обратите внимание, что две ноги светодиода установлены на изолированных параллельных рельсах. В результате не будет замыкания контактов.

Теперь рассмотрим макетные платы на 400 контактов. На таких платах, как правило, предусматривают две вертикально расположенные рельсы. Так называемые рельсы для питания.

Эти рельсы аналогичны по исполнению с горизонтальными, но при этом соединены друг с другом по всей длине. При разработке проекта вам часто необходимо питание для многих компонентов. Именно эти рельсы используются для питания. Обычно их отмечают «+» и «-» и двумя разными цветами — красным и голубым. Как правило, рельсы соединяют между собой, чтобы получить одинаковое питание по обеим сторонам макетной платы (смотрите на рисунке ниже). Кстати, нет необходимости подключать плюс именно к рельсе с обозначением «+», это исключительно подсказка, которая поможет вам структурировать ваш проект.

Центральная рельса без контактов изолирует две стороны беспаечной монтажной платы. Помимо изоляции, эта рельса выполняет вторую важную функцию. Большинство микросхем (ICs), изготавливаются в стандартных размерах. Для того, чтобы они занимали минимум места на монтажной плате, используется специальный форм-фактор под названием Dual in-line Package, или сокращенно – DIP.

У DIP-микросхем контакты расположены по двум сторонам и отлично садятся на две рельсы по центру макетной платы. Именно в этом случае изоляция контактов – отличный вариант, который позволяет сделать разводку каждого контакта микросхемы на отдельную рельсу с пятью контактами.

Наверняка вы обращали внимание, что на беспаечных монтажных платах нанесены числа и буквы возле строк (горизонтальных рельс) и столбцов (вертикальных рельс). Эти обозначения нанесены исключительно для удобства. Прототипы ваших устройств очень быстро обрастают дополнительными компонентами, а одна ошибка в подключении приводит к неработоспособности электрической схемы или даже к выходу из строя отдельных компонентов. Гораздо проще подключить контакт к рельсе, которая отмечена цифрой и буквой, чем отсчитывать контакты “на глаз”.

Breadboard также не заменив при изучении Arduino. В моих уроках устанавливаю на маетную плату Arduino NANO и устанавливаю на макетную плату все необходимые элементы. Затем все соединяю соединительными проводами.

Понравилась статья? Не забудь поделиться с друзьями в соц. сетях. А также подписаться на наш канал на YouTube, вступить в группу Вконтакте, в группу на Facebook.

До встречи в следующем уроке. Спасибо за внимание!

Технологии начинаются с простого!

Понравилась статья? Поделитесь ею с друзьями:

Источник

Макетная плата

Макетная плата, или breadboard – это беспаечная плата для монтажа. Универсальный инструмент для моделирования прототипов устройств. Альтернатива создания схем без применения паяльника.

Монтажную плату применяют для конструирования, отладки и тестирования будущей схемы устройства при разных условиях подключения и эксплуатации. Макетную плату используют новички-электронщики. Не зазорно брать на вооружение breadboard и опытным инженерам. С помощью этого приспособления также проверяют новые детали и компоненты.

Покажем применение макетной платы, проектируя на базе микропроцессора Ардуино.

Как устроена макетная плата?

Чтобы объяснить, как работает макетная плата – смотрите из чего она состоит. Пластиковая пластина-основание с большим количеством отверстий. Расстояние между отверстиями – 2,54 мм, их диаметр – 0,8 мм. Внутри расположены два вида дорожек: контактные группы пластин и вертикальные дорожки для подачи питания. Ряды металлических пластин-рельс имеют по пять клипс каждая. Отверстия, в которые будут вставляться ножки элементов, соединяют клипсы и таким образом замыкают схему.

Проводник, подключенный к отверстию в одном из рядов, одновременно соединяется с остальными контактами этого ряда. На одной рельсе можно подключить до 5 элементов, которые будут связаны между собой.

Две рельсы одного ряда изолированы друг от друга. Рельсы питания расположены вертикально по краям. Как правило, синий цвет линии указывает, что нужно подавать «-» напряжения, а красный – «+».

Чтобы легче работать с макетной платой, на нее производители наносят обозначения дорожек латинскими буквами и цифрами. Так проще описывать процесс сборки или писать инструкции для подключений.

Так как на плате есть две шины питания, на макетную плату можно подавать два разных вида напряжения. Есть и макетные платы со специальными клеммами – к ним подключают источник питания.

Важно! Напряжение в 220 вольт подключать к макетной плате нельзя.

Преимущества перед другими видами сборки схем

Это современный вариант сборки схем, который позволяет легко, за пару секунд изменять варианты схемы, добавлять компоненты и проверять теории и способы подсоединения.

Если вы паяете и что-то неправильно соединили или решили что-то изменить в схеме – придется перепаивать. На breadboard процесс реконструкции, отладки и модификации осуществляется мгновенно: снял, подключил по-другому.

Вы также можете соединить несколько плат в одну большую, чтобы создать сложный проект. Элементы на плате надежно соединены, а сама плата долговечна и прослужит, например, для обучения ребенка основам программирования и робототехники не один год.

С макетной платой легче показывать детям и подросткам сборку и построение схем, создавать новые устройства на базе Ардуино. Потому что всегда есть возможность сделать шаг назад и установить элемент по-другому.

Недостатки breadboard

Беспаечный способ соединения элементов схемы не такой надежный, как при сцеплении припоем. Например, при постоянной вибрации устройства контакты будут понемногу ослабляться.

Кроме того, внешний вид с висящими проводами требует бОльшего корпуса для проекта и его нельзя назвать профессиональным.

Виды макетных плат

Существует несколько видов беспаечных макетных плат. Они отличаются не принципиально: по размерам (количеству выводов), количеству шин и архитектуре. Еще breadboard могут отличаться у разных производителей материалами корпуса.

Как использовать breadboard для создания проектов на Ардуино?

Ножки электронных компонентов необходимо вставлять в отверстия. Таким образом вы соединяете детали горизонтально. С крайних вертикальных дорожек подается питание. Для удобства соединения и подключения элементов необходимы кусачки, плоскогубцы, пинцет и монтажные провода, чтобы сделать перемычки и подключить питание.

Если проект большой – можно совмещать несколько макетных плат. Для этого на платах производители устанавливают выступы и пазы для сцепления.

Доска для хлеба и макетная плата: что общего?

И напоследок любопытный факт о макетной плате, которую называют breadboard. Плата получила такое название из-за того, что во времена компонентов больших размеров, изобретатели придумали собирать схемы на деревянной доске для нарезки хлеба. Деревянная платформа использовалась для создания макетов (прототипов) устройств, разработки и тестирования будущих проектов. Со временем breadboard стали пластиковыми с тонкими металлическими рельсами, но название сохранилось.

Источник

Что такое макетная плата и для чего она нужна? Типы, фото

в Справочник 0 771 Просмотров

Макетная плата позволяет легко соединять множество электронных компонентов без использования пайки. Благодаря этому одни и те же радиокомпоненты можно использовать при разработке других устройств. И поэтому использование макетной платы идеально подходит для изучения электроники.

Что такое макетная плата? Как перенести на нее электронную схему? Обо всем об этом вы узнаете после прочтения этого руководства!

Для чего нужна макетная плата?

Электронная схема состоит из правильно подключенных электронных компонентов. Ток протекает через систему и «оживляет» все устройство. В основном радиокомпоненты припаивают к печатной плате (это используют в случае окончательной сборки).

Однако прежде чем мы перейдем к такой постоянной сборке, желательно собрать прототип будущего устройства, который обойдется вам дешевле и позволит легко вносить какие-либо изменения.

До недавнего времени лучшим решением было сборка все навесным монтажом при помощи проводов.

Второй вариант заключается в создании прототипов с использованием универсальных печатных плат. На таких платах все соединения необходимо выполнять проводом.

Однако у этих решений имеются свои недостатки. И поэтому достаточно быстро приобрели популярность обсуждаемые здесь макетные платы, которые:

Как устроена макетная плата?

Макетная плата представляет собой пластиковый корпус с отверстиями, расположенными на расстоянии 0,1 дюйма или 2,54 мм друг от друга (это обычный шаг для разъемов, микросхем и т. д.). Внутри корпуса есть специальные металлические пластины (разделенные пластиковыми перегородками). Они позволяют легко соединять элементы в единую схему. Корпус платы снизу оклеен двусторонним скотчем.

Как устанавливать элементы на макетной плате?

При сборке электронной схемы вставьте ножку элемента в отверстие в корпусе и вдавите ее в пластину. Благодаря этому ток может течь дальше и достигать элемента, вставленного в другом месте той же пластины.

Ниже приведен пример простой схемы со светодиодом и резистором. В нашем случае ток течет от плюса источника питания через соединительный провод, резистор и светодиод к минусу.

Собранная система на практике:

Подводя итог, следует сказать что, пластины в макетной плате можно рассматривать как небольшие короткие провода, которые позволяют соединять отдельные элементы между собой.

Разновидности макетных плат

При использовании разных типов макетных плат главное выяснить, как соединяются металлические пластины внутри конкретной макетной платы. Поскольку это то, что вызывает проблемы при построении первых схем. В продаже имеется множество различных плат. Сначала мы рассмотрим два самых популярных типа.

Средняя макетная плата (400 отверстий)

Очень популярная и удобная плата, которая позволяет создавать простые схемы. По обоим краям расположены линии питания (красная для плюса, синяя для минуса). Каждая из них разделена (крайние линии не соединены). Между линиями питания находятся две колонки с отверстиями разделенные выемкой. Расположение металлических пластин — каждая оранжевая линия представляет собой одну независимую металлическую пластину:

В каждой колонне 30 металлических пластин с 5 отверстиями. С помощью элементов, выступающих по бокам пластикового корпуса, можно объединить несколько макетных плат, что очень удобно при построении более сложных схем.

Большая макетная плата (800 отверстий)

Второй популярный вариант макетной платы в два раза больше предыдущей. Схема соединений не меняется, все так как показано на рисунке ниже:

Соединительные провода для макетной платы

Помимо радиокомпонентов с макетной платой используются специальные провода и перемычки, благодаря которым можно соединить радиодетали находящиеся в разных местах платы.

Ремонт макетной платы

Макетные платы не доставляют особых проблем и там практически нечему ломаться. Единственная проблема, которая может встретиться, — это расшатывание контактных пластин. При вставке толстых проводов, разъемов или кабелей можно значительно расширить контакты. Со временем это приводит к их деформации. Стоит избегать частой установки элементов с толстыми выводами в одно и то же место на плате!

Если плата действительно так повреждена, можно попробовать снять удалить двусторонний скотч, вытащить пластины и подогнуть их до нужной формы. Однако будьте осторожны, чтобы не повредить их еще больше, когда их вытаскиваете.

Источник

Макетная плата

Для чего нужна 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.

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.

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:

Источник