Анатомия макетной платы

Признаюсь, я тоже был немного сбит с толку, когда начал играться со своей первой макетной платой, так что вот краткий обзор того, как работает макетная плата.

Как вы уже наверняка заметили: в макетных платах очень много отверстий. Расстояние между отверстиями является стандартным, поэтому такие компоненты, как интегральные схемы (микросхемы), идеально подходят друг к другу. Это также отлично подходит для стандартных резисторов, конденсаторов, светодиодов и т. д.
Под отверстиями находим металлические полоски, которые могут соприкасаться с контактами компонентов или перемычек (проводов), которые мы втыкаем в отверстия.
Эти полосы подключаются к нескольким контактам, но не ко всем контактам (см. пример схемы ниже).

Прежде чем мы перейдем к макету, мы можем думать о макетной плате как о плате, которую можно разделить на 2 функциональные области:
– разветвитель(и) питания (на рисунке ниже A и D )
– сетка(и) компонентов (на чертеже ниже B и C )

Обратите внимание, что я придумал эти слова, так что не принимайте во внимание эти «официальные» термины для этих областей.

Как вы можете видеть ниже, «разветвители » соединены горизонтально ( A и D ).
Чтобы использовать эти полоски (опционально), просто подключите один из контактов к минус (или заземление/земля), а другой — к плюс источника питания.

Большинство макетных плат имеют как минимум 2 «сетки компонентов » ( B и C ), разделенные точно на расстоянии между двумя сторонами выводов корпуса DIP IC между B и C.
DIL, или Dual In Line, является стандартным форм-фактором для интегральных схем (или интегральных схем, или чипов).

Примеры DIL IC (Фото: Киммо Палосаари)

Выводы сеток компонентов ( B и C ) соединены вертикально, на столбец, как вы можете видеть ниже.
Решетки B и C связаны друг с другом , а не .

Примечание :
— Не все макетные платы имеют индикатор « + » или « — », что имеет смысл, если вы, например, работаете с переменным током (см. пример RadioShack выше)
— Не все макетные платы имеют индикатор точно такая же компоновка или точно такое же количество контактов (сравните обе фотографии выше)
— некоторые макетные платы (например, пример RadioShack) имеют дополнительные клеммы для более толстых проводов / штекеров
— большинство макетных плат имеют какую-то систему нумерации, которую можно использовать для ссылки на отдельные контакты

Базовый макет макетной платы без пайки

Как пользоваться макетной платой

Соединения внутри макетной платы были для меня первым, что наконец-то поняло смысл использования макетной платы для прототипирования. Теперь, когда мы знаем, как работают эти соединительные мосты, пришло время посмотреть, как размещать компоненты.

Обычные провода

Первое, что мы будем использовать, это провода или перемычки. Вы, конечно, можете использовать обычные провода — просто убедитесь, что они не слишком толстые, со сплошным сердечником. Многожильные провода не подходят для макетной платы, если вы не умеете аккуратно паять (лужить) их концы.

Также обратите внимание на то, насколько сильно вы зачистите провод… 5 мм — предпочтительная длина зачистки.

Многожильные и одножильные провода

Готовые соединительные провода

Преимущество соединительных проводов в том, что они доступны в виде наборов готовых кабелей.
Их концы прочные, нужной длины и диаметра, чтобы они входили в отверстия на макетной плате. Это позволяет очень легко создавать или изменять конфигурации на макетной плате.

Комплект перемычек

Самодельные перемычки

Однако для некоторых применений провода перемычек могут быть слишком длинными, и следует использовать специальные провода. При самостоятельном изготовлении кабелей имейте в виду, что вам необходимо снять изоляцию примерно на 5 мм (примерно 1/5″). С очень короткими проводами это, конечно, может быть проблемой, и хороший инструмент для зачистки проводов будет иметь важное значение.

Соединительные провода ручной работы

Скобы в качестве проволочных перемычек

Забавно, что обычные скобы, кажется, также идеально подходят для отверстий и могут использоваться (поскольку они сделаны из проводящего металла) в качестве перемычек и для простых проектов.

Скобы можно использовать в качестве коротких перемычек

Размещение компонентов

При размещении компонентов необходимо соблюдать направление соединенных штыревых отверстий на макетной плате.
На рисунке ниже:
– силовые полосы идут слева направо (горизонтальная красная линия на втором рисунке),
– сетки компонентов имеют полосы сверху вниз (вертикальные красные линии на втором рисунке).

В этом примере вы видите красную перемычку, идущую от блока питания к вертикальному блоку компонентов.
Красный светодиод и малюсенький резистор работают слева направо: мы «прыгаем» с одной вертикальной линии на другую.

Глядя на ИС (интегральную схему), вы теперь поймете, почему две сетки компонентов разделены на расстояние, равное ширине DIL IC.

На втором рисунке вы увидите «горячие» контакты и то, как они подключаются к компонентам.
Обратите внимание, что на картинке не показана рабочая схема …

Размещение компонентов на макетной плате

Компоненты на макетной плате — эти контакты соединены

Рабочий пример

Чтобы проиллюстрировать макет в действии, я создал очень простой пример.Мы собираемся подключить светодиод к 9-вольтовой батарее. Схема выглядит так (не говоря уже о правильности всего):

Простая схема: светодиод с батарейкой

Нам понадобится светодиод (D1 — подойдет любой цвет), резистор (R1 — 330 Ом), батарея 9 В (или другой источник постоянного тока) и несколько перемычек.

На рисунке ниже:
Красная и черная линии — это перемычки или компоненты. Серые линии — используемые металлические части макетной платы, «скрытые» соединения между отверстиями.

Если читать простую электрическую схему от плюса к минусу:
Плюс батареи идет на один вывод резистора R1 (у резисторов нет полярности, так что не важно, какой из двух выводов вы выберете).
Другой вывод резистора R1 подключается к выводу анода светодиода D1. Анод можно рассматривать как «плюс» светодиода, который является самым длинным контактом светодиода.
Другой вывод светодиода D1 (самый короткий) идет на минус.

Идентификаторы анода/катода светодиода:
– Плоская сторона – это катод
– Большой «объект» в светодиоде – это катод
– Самый короткий контакт – это катод

Распиновка светодиода

На макетной плате это может выглядеть так:

Соединения демонстрационной цепи

После того, как вы построили схему на макетной плате, подключите батарею (подключение питания к вашей схеме, конечно, всегда подключается последним после двойной проверки, все ли вы сделали правильно), и светодиод должен загореться:

Демонстрационная схема в действии

На этом мы заканчиваем наше простое знакомство с макетом.

Как: макет | Журнал Nuts & Volts

Я достаточно взрослый, чтобы иметь опыт черно-белого телевидения, появления цветного телевидения, самого первого послевоенного «дефицита» бензина и дисковых телефонов «Принцесса». Я также помню, когда AM-радио было королем, и только наглые студенты колледжа слушали FM. На самом деле, я помню, когда AM-радио было единственным развлечением, которое можно было найти на приборной панели автомобиля. В моей юности CB-радио было вашим сотовым телефоном, а ваш iPod был восьмидорожечным магнитофоном.Мои приятели и я сомневались в способности этих крошечных новых аудиокассет звучать так же хорошо, как наши виниловые пластинки и четвертьдюймовые кассеты с катушкой. Ах да, этот виниловый альбом стоит 3,98 доллара, что я считал грабежом на большой дороге. В конце концов, цены на бензин только что поднялись, и я платил 25 центов за галлон бензина по 23 цента за галлон, который только что купил на прошлой неделе. С такими высокими ценами, как я мог позволить себе купить последние мелодии и прокатиться по парковке Dairy Queen на своем новеньком Oldsmobile 442 за 4000 долларов?

Да, я стар и хотел бы, чтобы у меня все еще был этот 442.Однако я еще недостаточно взрослый, чтобы помнить, что меня когда-либо заставляли собирать электронную схему на куске дерева. В зависимости от того, кому вы доверяете и во что верите, сборка электроники — как любительская, так и профессиональная — начиналась с основы из легко приобретаемой и столь же легко разрезаемой по размеру деревянной плиты. В дополнение к тому, что сухая древесина является прочной, пригодной для обработки, дешевой и доступной в изобилии, она является довольно хорошим изолятором, что делало ее идеальным выбором для поддержки методов строительства с винтовым соединением точка-точка, которые использовались в то время.

Современные производные макетные платы изготовлены из пластика, сформированного вокруг подпружиненного металлического проводника. Пластмасса формована для формирования рядов и столбцов одноконтактных подпружиненных розеток, которые предназначены для электрического захвата стандартного соединительного провода. Пластиковые и металлические разъемы макетной платы также подходят для обычных электронных компонентов, таких как резисторы, транзисторы и конденсаторы. Обратите внимание, что я перечислил компоненты как «свинцовые». Вы не можете выжать беспаечное макетное соединение из резистора SMT, транзистора SMT или конденсатора SMT, не припаяв к ним несколько проводов.

Современные макетные платы без пайки на пластиковой основе предназначены для многократного использования универсальных платформ для сборки схем. Я часто использую макетные платы без пайки для быстрой и грязной проверки концепции. Как вы можете видеть на Фото 1 , я иногда использую пластиковые макетные платы без пайки в качестве области макетной платы многократного использования в проектах макетных плат.

ФОТО 1. Эта макетная плата Xilinx CPLD включает встроенную макетную плату без пайки. Макетная плата без пайки позволяет разработчику быстро создавать периферийные устройства и интерфейсы для взаимодействия с CPLD макетной платы.

Хотя современные макетные платы на пластиковой основе являются отличной платформой для большинства задач прототипирования, в этот раз мы не будем макетировать нашу схему на макетной плате без пайки.

Без осколков

Теперь, когда мы исключили макетные платы без пайки из нашего непосредственного обсуждения, вы можете убрать эту циркулярную пилу, поскольку мы не будем привинчивать какие-либо из наших электрических компонентов к сосновой плите. Мы собираемся углубиться в макетирование 21-го века.

Если вы когда-либо покупали детали для проектов в RadioShack, вы уже знакомы с их макетными платами.RadioShack называет их перфбордами. Мы назовем их хлебными досками. Пример макетной платы RadioShack привлек внимание моей камеры Фото 2 . Фенопластовая макетная плата RadioShack, изображенная на Фото 2 , скорее всего, обозначена как FR-2; FR в данном случае указывает на огнестойкость, а 2 говорит нам о том, что перфорированная плита изготовлена ​​из бумаги, скрепленной синтетической смолой.

ФОТО 2. Медные контактные площадки на другой стороне перфокарты не покрыты пайкой.Итак, вам нужно будет очистить медные площадки с помощью прокладки Scotch-Brite, прежде чем пытаться делать какие-либо серьезные макеты с этой перфорированной платой.

Помимо рейтинга FR-2, фенольная макетная плата в Фото 2 является односторонней. То есть он представляет собой медные контактные площадки без покрытия только с одной стороны. Поскольку медь имеется только на одной стороне платы, а медные контактные площадки не покрыты металлом, на этой макетной плате не может быть металлизированной сквозной контактной площадки. Таким образом, макеты RadioShack эквивалентны однослойной печатной плате (PCB) без металлизированных сквозных отверстий. Эти платы очень хорошо подходят для макетирования стандартных компонентов с выводами общего назначения. Некоторые макетные платы также могут использоваться для монтажа компонентов SMT, если вы выберете подходящее расположение медных контактных площадок.

Если у вас нет доступа к местному центру RadioShack, вы, скорее всего, пользуетесь услугами поставщиков электроники с доставкой по почте, таких как ( www.jameco.com ) или Mouser ( www.mouser.com ), для ремонта электронных компонентов. . На страницах их каталогов вы найдете макетную плату практически для любого применения.Например, вы найдете большой выбор макетных плат, изготовленных из эпоксидной смолы. Эти макетные платы из стекла/эпоксидной смолы обычно обозначаются как FR-4. Цифра 4 означает, что материал печатной платы состоит из эпоксидной смолы, армированной стекловолокном. Макетная плата ФР-4 позировала для Фото 3 . Хорошей новостью является то, что все основные приемы, связанные с макетированием, одинаково хорошо выполняются с макетной платой FR-2, как и с макетной платой FR-4. Однако у макетной платы со сквозными металлизированными отверстиями есть свои преимущества.

ФОТО 3. Макетная плата FR-4 состоит из покрытых металлом сквозных отверстий диаметром 0,046 дюйма, расположенных на расстоянии 0,1 дюйма. Паяное покрытие сквозных отверстий обеспечивает электрическую непрерывность между обеими сторонами макетной платы в каждом отверстии. Таким образом, данный макет можно считать двухсторонним с металлизированными сквозными отверстиями.

Набор инструментов

Целью макетной платы является установка электронных компонентов на опорную подложку и выполнение всех необходимых электрических соединений, обеспечивающих функциональное электронное устройство.В большинстве случаев для электрического соединения между компонентами, установленными на макетной плате, используется отрезок провода.

Перед установкой провода в цепи его необходимо обрезать по длине, а если провод изолирован, его необходимо зачистить с обоих концов, чтобы обнажить достаточную часть провода, чтобы прикрепить его и припаять к каждому концу электрического соединения. . Обрезка, зачистка, позиционирование и пайка проводов составляют основную часть работы по макетированию. Все магазины электроники с доставкой по почте и местные магазины RadioShack предлагают электронные ручные инструменты, которые помогут вам манипулировать проводкой макетной платы.

Я также обнаружил, что в местных центрах обслуживания домашних хозяйств имеются высококачественные кусачки, кусачки и плоскогубцы, которые хорошо подходят для макетирования. Поскольку хорошие паяные соединения являются обязательным условием для сборки электроники «точка-точка», я предлагаю инвестировать в качественную паяльную станцию. Просмотрите страницы Nuts & Volts , и вы найдете ряд поставщиков, которые помогут вам установить надежную паяльную станцию ​​на вашем рабочем столе.

Суть в выборе инструмента — качество.По своему опыту я знаю, что когда эти дешевые кусачки затупятся посреди важного макетного проекта, вы пожалеете, что не потратили лишнюю пару долларов на инструмент более высокого качества.

Макетирование 101

Я не собираюсь оскорблять ваш интеллект, подробно описывая процесс установки компонента на макетную плату и его подключения. Тем не менее, я поделюсь некоторыми хитростями макетирования:

• Технологии создания крысиных гнезд гарантируют отказ от макетирования.
• Плохая компоновка компонентов приводит к сбою макетной платы.
• Небрежная пайка приводит к неудаче при макетировании.
• Никогда не приступайте к макетированию проекта, пока у вас не будут готовы все компоненты.
• Прокладывайте проводку макетной платы так, как если бы вы прокладывали дорожки на печатной плате.

Вы закончили подключение схемы, но ничего не работает. Если вы случайно проложили свои соединения, вам придется выкопать омметр, чтобы найти и проверить ваши цепи.Чтобы не разрывать свою работу на части, чтобы найти неисправность проводки, постарайтесь расположить проводку «точка-точка» так, как если бы каждый провод был дорожкой на печатной плате. Если вы потратили время на то, чтобы логически расположить электронные компоненты и разъемы на макетной плате, отслеживание проводов на макетной плате, как если бы они были дорожками печатной платы, является логичным и естественным.

Пайка в крысином гнезде проводов обязательно приведет к короткому замыканию пары проводов или к холодному припою. Правильная компоновка компонентов и методичная прокладка проводов позволят вам паять в чистом виде.Создание чистой и логичной компоновки компонентов на макетной плате невозможно, если у вас нет всех электронных компонентов, необходимых для установки на макетной плате. Без полной компоновки компонентов вы не сможете принимать логические и четкие решения по прокладке проводов.

Рабочий смарт

Поначалу это может быть болезненно, но сочетание компонентов поверхностного монтажа с металлизированной макетной платой со сквозными отверстиями, подобной той, что вы видите в , фото 3 , может исключить большую часть трудоемкой резки проводов, зачистки проводов, позиционирования проводов и пайки. связанные с макетированием.Рассмотрим комбинацию светодиод/резистор, которую я разместил на двухсторонней макетной плате FR-4 в Фото 4 .

ФОТО 4. Компоненты 0805 SMT хорошо помещаются между сквозными отверстиями с шагом 0,1 дюйма на этой макетной плате, которая является той же самой макетной платой FR-4, которую вы видите на Фото 3. Светодиод доказывает, что вы также можете втиснуться более крупные компоненты 1206 SMT между отверстиями. Возможность прямого соединения компонентов SMT друг с другом на макетной плате устраняет необходимость в проводах, экономит время и делает компоновку компонентов более аккуратной и компактной.Металлизированные сквозные отверстия также обеспечивают электрический доступ к компонентам с обеих сторон макетной платы.

Светодиод смонтирован в корпусе 1206 SMT. Токоограничивающий резистор светодиода мощностью 330 Вт упакован в 0805. Есть несколько вещей, на которые я хочу обратить ваше внимание относительно светодиода и его компаньона токоограничивающего резистора. Обратите внимание на отсутствие провода, соединяющего светодиод и резистор. Еще одна интересная вещь здесь заключается в том, что электрический доступ к аноду и катоду светодиода доступен на противоположной стороне макетной платы.То же самое верно для обоих узлов резистора.

Справа от пары светодиод/резистор вы видите керамический конденсатор емкостью 0,1 мкФ, упакованный как 0805. В этой модели подключения на макетной плате крышка представляет собой обходной конденсатор источника питания, работающий между выводами VDD и VSS микроконтроллер PIC18F2620, который будет установлен в гнездо на противоположной стороне макетной платы.

Опять же, обратите внимание на отсутствие соединительных проводов между конденсатором и контактами разъема PIC18F2620.Никакой обрезки, зачистки или пайки проводов не потребовалось, я просто вставил конденсатор между штырями гнезда и впаял его в цепь. Фото 5 показывает нам, насколько важно выбирать компоненты, которые дополняют структуру макетной платы.

ФОТО 5. Двухпозиционная винтовая клеммная колодка с шагом 0,20 дюйма является одной из многих конфигураций, которые вы можете получить от Phoenix Contact. Этот конкретный блокируемый двухпозиционный винтовой клеммный блок имеет артикул Phoenix 1729128.Клеммная колодка с винтовыми зажимами предназначена для соединения с другими подобными колодками с винтовыми клеммами. Например, вы можете сделать четырехпозиционную клеммную колодку с винтовыми клеммами, используя всего две винтовые клеммные колодки 1729128.

Винтовая клеммная колодка слева предназначена для сопряжения с отверстиями с шагом 0,150 дюйма. Совершенно очевидно, что нам пришлось бы выламывать инструмент Moto-Tool, чтобы принудительно установить эту клеммную колодку с шагом винтов на нашу макетную плату с шагом 0,01 дюйма. 0 проще поставить.Винтовая клеммная колодка с шагом 02 дюйма слева.

Чем больше компонентов нужно смонтировать, тем больше вещей нужно соединить. Вы можете избавиться от необходимости устанавливать на макетную плату схему регулирования источника питания, запитав макетную плату от настенной розетки с регулируемым напряжением +3,3 В постоянного тока или +5 В постоянного тока. Современные импульсные блоки питания для ПК меньше и дешевле, чем их предки. Таким образом, вы также можете адаптировать свою макетную плату для получения регулируемого питания +5 В постоянного тока непосредственно от стандартного интерфейса питания ПК.

Знаете ли вы, что вы можете питать свою макетную плату регулируемым напряжением +5 В постоянного тока, подаваемым через USB-интерфейс ПК?

Я собрал все вышеупомянутые интерфейсы питания на макетной плате Фото 6 .

ФОТО 6. Четырехпозиционный разъем питания дисковода для гибких дисков — это то, к чему мы подключались годами. Вы можете получить этот разъем питания и ответную часть от Jameco. Центральная розетка питания на самом деле представляет собой USB-разъем типа B. Деловой конец настенного силового кабеля прекрасно сочетается со стандартным 2,5-мм разъемом питания.

Четырехконтактный интерфейс дисковода для гибких дисков не вызывает затруднений, поскольку его контакты расположены с шагом 0,1 дюйма, а стандартные блоки питания ПК идентичны, когда речь идет о интерфейсе питания дисковода для гибких дисков. Все, что вам осталось сделать, это подключить шины питания макетной платы к контактам питания и заземления четырехконтактного разъема питания дисковода для гибких дисков. В зависимости от того, какой из контактов интерфейса питания дисковода вы подключите, вы получите +12 В постоянного тока или +5 В постоянного тока.Так что будьте осторожны. Хотите верьте, хотите нет, но USB-разъем Type-B рассчитан на 0,1 дюйма. Два из четырех контактов USB-разъема, расположенные с шагом 0,1 дюйма, передают +5 В постоянного тока (контакт 1) и землю (контакт 4). Мне пришлось разобрать Moto-Tool, чтобы установить 2,5-мм штекер питания. Этот разъем питания позволяет питать макетную плату от настенной розетки по вашему выбору.

Как я это делаю

За каждой печатной платой, которую я представляю в своих статьях Nuts & Volts и SERVO Magazine , стоит макетная плата.Излишне говорить, что я сделал свою долю макетирования. Я использую обмоточный провод Kynar 30 AWG для подключения сигналов на макетной плате. Изоляция Kynar легко деформируется прямым нагревом горячего паяльника. Таким образом, можно случайно перегреть его и нарушить изоляцию провода, создав пустоту.

Удивительно, но эти пустоты в изоляции всегда создают короткое замыкание на близлежащие открытые соединения на моих макетных платах. Если что-то на вашей макетной плате работает неправильно, и вы не можете найти логическую причину, проверьте, нет ли слипшихся проводов или прилипших к соседнему паяному соединению.В этих точках обычно образуются пустоты изоляции.

Если для макетной платы требуется шина питания и заземления, я завершаю компоновку компонентов, а затем прокладываю шины питания и заземления на макетной плате с помощью луженой медной шины 22 или 24 AWG.

Умная работа также включает в себя умный подход к выбору инструмента. Я постоянно использую следующие инструменты для макетирования:

• Электронный рабочий центр PanaVise с держателем печатной платы 315
• Мотоинструмент Dremel с регулируемой скоростью
• Система для пайки и ремонта Metcal MX-5005
• Ручной инструмент Crescent (Home Depot)

За годы работы я выработал методы и привычки макетирования, которые хорошо мне подходят.По прошествии времени, когда вы все больше и больше занимаетесь макетированием, вы также извлечете пользу из своего опыта.

Кстати, если у вас возникли проблемы с поиском в каталогах макетной платы с покрытием FR-4 для сквозных отверстий, о которой я говорил, не ищите. Я предоставил файл ExpressPCB для загрузки, который позволит вам сделать один (или несколько) собственных. Увидимся позже… Мне нужно сделать кое-какие макеты. НВ

загрузок

Макетная доска (Как сделать перфорированную печатную плату)

Найти элементы | Придайте форму

Внимание! На этой странице используются функции, которые не поддерживаются вашим браузером. Попробуйте современный браузер, такой как Firefox или Chrome, чтобы получить наилучшие впечатления.

Теперь, когда у нас есть ограничения аппетита и проблема, которую мы решаем, пришло время перейти от словесной идеи к элементам программного решения. Могут быть десятки различных подходов к решению проблемы. Поэтому важно, чтобы мы могли двигаться быстро и охватывать множество разных идей, не отвлекаясь.

Двигайтесь с правильной скоростью

На данном этапе две вещи позволяют нам двигаться с нужной скоростью.

Во-первых, нам нужны нужные люди — или вообще никто — в комнате. Либо мы работаем в одиночку, либо с надежным партнером, который может идти в ногу с нами. Кто-то, с кем мы можем говорить стенографически, кто обладает теми же базовыми знаниями и с кем мы можем быть откровенны, когда прыгаем между идеями.

Во-вторых, нам нужно избегать неправильного уровня детализации рисунков и набросков. Если мы начнем с вайрфреймов или определенных визуальных макетов, мы застрянем на ненужных деталях и не сможем исследовать все так широко, как нам нужно.

Задача здесь состоит в том, чтобы быть достаточно конкретным, чтобы добиться прогресса в конкретном решении, не вдаваясь в мелкие детали. Вопросы, на которые мы пытаемся ответить:

• Куда в нынешней системе вписывается обновка?
• Как до него добраться?
• Каковы ключевые компоненты или взаимодействия?
• Куда это вас приведет?

Чтобы оставаться на правильном уровне детализации и фиксировать наши мысли по мере их появления, мы работаем вручную, используя несколько методов прототипирования: макетирование и наброски жирным маркером.Это позволяет нам быстро рисовать разные версии целых потоков, чтобы мы могли обсуждать плюсы и минусы каждого подхода и оставаться в курсе того, о чем мы говорим, по ходу дела.

Макет

Мы заимствовали концепцию из электротехники, чтобы помочь нам проектировать на правильном уровне абстракции. Макетная плата — это электротехнический прототип, который имеет все компоненты и проводку реального устройства, но не имеет промышленного образца.

Решение о включении светового индикатора и поворотной ручки сильно отличается от обсуждения материала корпуса, вопроса о том, должна ли ручка располагаться слева от лампы или справа, насколько острыми должны быть углы и так далее.

Точно так же мы можем набросать и обсудить ключевые компоненты и связи идеи интерфейса, не определяя конкретный визуальный дизайн. Для этого мы можем использовать простую стенографию. Мы нарисуем три основные вещи:

1. Места. Это объекты, к которым можно перемещаться, например экраны, диалоговые окна или всплывающие меню.
2. Affordances: это то, с чем пользователь может воздействовать, например кнопки и поля. Мы также считаем копирование интерфейсов доступной возможностью. Чтение — это действие, которое дает пользователю информацию для последующих действий.
3. Соединительные линии: они показывают, как аффордансы переносят пользователя с места на место.

Мы будем использовать слова вместо картинок. Важными вещами являются компоненты, которые мы идентифицируем, и их связи. Они позволяют нам обыграть идею и оценить, соответствует ли последовательность действий варианту использования, который мы пытаемся решить.

Пример

Предположим, наш продукт — инструмент для выставления счетов. Мы рассматриваем возможность добавления новой функции «Автооплата», чтобы клиенты наших клиентов могли автоматически оплачивать будущие счета.

Как включить автоплатеж? Что задействовано? Мы можем выбрать отправную точку и сказать, что клиент получил счет. Это наше первое место. Рисуем его, написав название места и подчеркнув его.

Мы думаем, что можем добавить в счет-фактуру новую кнопку «Включить автооплату». Это доступность. Предметы идут под чертой, чтобы указать, что их можно найти в этом месте.

Куда девается эта кнопка? Некоторое место для настройки автоплатежа.Нам не нужно указывать, будет ли это отдельный экран или всплывающее модальное окно или что-то еще. С точки зрения «что связано с чем» (топология) все одно и то же. Давайте нарисуем линию соединения от кнопки до экрана настройки автоплатежа.

Теперь мы можем поговорить о том, что принадлежит этому экрану. Мы просим кредитную карту здесь? Карта уже есть? Как насчет ACH или других способов оплаты?

Просто выяснение того, что написать под баром, вызывает споры и дискуссии о том, что строить.

По мере того, как мы все обдумывали, мы решили, что должны запросить данные кредитной карты здесь и показать логотип финансового учреждения (аспект домена в этом конкретном продукте).

Достаточно просто. Но подождите — мы действительно оплатили первоначальный счет или нет? Хм. Теперь у нас есть вопросы как по функционалу, так и по интерфейсу. Что на самом деле делает включение Autopay? Применяется ли она только в будущем или оплата с помощью Autopay в первый раз также оплачивает текущий счет? И где мы объясним это поведение? У нас начинают возникать более глубокие вопросы и дискуссии, вызванные всего несколькими словами и стрелками на макетной плате.

Поскольку мы используем такую ​​упрощенную нотацию и не увязаем в вайрфреймах, мы можем быстро прыгать и использовать различные возможности.

Мы могли бы добавить опцию на экран настроек…

Но теперь мы усложняем обязанности экрана подтверждения. Нам нужно будет показать квитанцию, если вы оплатите остаток сейчас. Должно ли подтверждение иметь условие, чтобы иногда показывать квитанцию ​​о только что уплаченной сумме?

Как насчет совершенно другого подхода.Вместо того, чтобы начинать со счета-фактуры, мы делаем автооплату опцией при совершении платежа. Таким образом, нет никакой двусмысленности в отношении того, выплачивается ли текущая сумма. Мы могли бы добавить дополнительную выноску «Автооплата включена» на существующую страницу подтверждения платежа.

Набросав это, мы вспомнили, что текущая форма оплаты поддерживает ACH в дополнение к кредитной карте. Мы обсуждаем и подтверждаем, что мы тоже можем использовать ACH.

Что делать после включения автоплатежа? Как клиент его отключает? До этого момента у многих клиентов в системе не было ни логинов, ни паролей.Они переходили по токенизированным ссылкам, чтобы оплачивать счета один за другим. Естественно предположить, что теперь, когда у клиента есть что-то вроде Autopay, ему нужно имя пользователя и пароль, а также какое-то посадочное место, чтобы управлять им.

Команда в этом случае решила, что добавление потоков имени пользователя/пароля было слишком большим объемом для их аппетита в то время. Стратегически размышляя о том, что они знали о своих клиентах, они подумали, что было бы вполне нормально, если бы клиенты инвойсера обращались к инвойсеру и просили их отключить автоплатеж.В этом случае мы могли бы добавить единственную опцию для отключения автоплатежа на странице сведений о клиенте, которую мы уже предлагали для выставления счетов. Мы нарисовали поток так:

Этот пример иллюстрирует уровень мышления и скорость движения, к которым следует стремиться на этапе макетирования. Написание потоков ставит перед нами вопросы, о которых мы изначально не думали, и стимулирует дизайнерские идеи, не отвлекая нас на неважный визуальный выбор.

Как только мы дойдем до места, где мы играем с вариантом использования, и поток покажется подходящим, у нас есть элементы, которые нам нужно двигаться дальше, чтобы начать более четко определять проект.Мы становимся более конкретными, оставляя при этом огромное количество деталей.

Эскизы жирным маркером

Иногда идея, которую мы имеем в виду, является визуальной. Макет просто упустит суть, потому что двухмерное расположение элементов является фундаментальной проблемой. В этом случае мы все равно не хотим тратить время на вайрфреймы или ненужную точность. Вместо этого мы используем наброски толстым маркером.

Набросок жирным маркером — это набросок, сделанный такими широкими мазками, что добавление деталей затруднено или невозможно.Первоначально мы делали это с помощью маркеров Sharpie с большим наконечником на бумаге. Сегодня мы также делаем это на iPad с размером пера, установленным на большой диаметр.

Вот пример. Мы обнаружили, что часто создаем поддельные задачи в наших списках задач Basecamp, которые действовали как разделители. Мы создавали элемент типа «––– Требуется тестирование –––» и помещали элементы под ним. У нас была идея сделать какую-то официальную функцию-разделитель в нашем инструменте дел, чтобы превратить обходной путь в первоклассную функцию списков дел.

Нам нужно было выяснить, каковы последствия добавления разделителя.Мы пришли к грубой идее, что добавление разделителя разделяет список на «свободные» задачи над разделителем и «сгруппированные» задачи под ним. Добавление последующих разделителей добавляет больше групп под «свободными» элементами вверху.

Мы могли бы добавлять элементы через некоторые возможности в каждой группе, включая «свободную» группу вверху.

Мы были немного обеспокоены тем, что кнопки добавления могут нарушить общий вид списка, а группы могут слишком сильно отделяться от списков на странице. Мы говорили о возможностях размещения возможности «добавить» внутри меню, которое у нас уже было слева от каждого элемента списка дел.

Эта нотация гораздо менее ограничивающая, чем макетные платы, у которых есть недостатки. Мы можем набросать боковую панель и привязаться к такому элементу макета, даже если он не является основным элементом. Но пока мы следим за этим, нам все равно намного лучше, чем если бы нас засосало в сорняки, создавая каркасы слишком рано.

Может показаться немного глупым называть наброски жирным маркером техникой или инструментом.Причина их вызова заключается в том, что мы слишком легко перескакиваем на неправильный уровень точности. Давая имя этому грубому начальному этапу и используя для него специальный инструмент, мы можем сегментировать наш собственный творческий процесс и убедиться, что мы не забегаем вперед, чтобы детализировать конкретную идею, когда мы недостаточно изучили поле.

Элементы являются выходными данными

В примере с Autopay мы получили несколько четких элементов:

• Новое сообщение «Использовать это для автооплаты?» флажок на существующем экране «Оплатить счет»
• Опция «отключить автоплатеж» на стороне инвойса

Для проекта To-Do Groups использовались следующие элементы:

• Свободные задачи выше первой группы принадлежат непосредственно родительскому
• Сгруппированные задачи отображаются ниже отдельных задач
• Мы хотели бы попробовать добавить доступность в каждом разделе, но если это не работает визуально, мы можем полагаться на меню действий для вставки задач в нужное место.

Аналогичным образом, когда мы набрасывали упрощенное решение для отображения событий в сетке календаря, мы использовали метод жирных маркеров.

Это позволило нам разработать основные элементы решения:

• Сетка месячного календаря, состоящая из двух частей
• Точки для событий, без составных таблеток
• Список событий в стиле повестки дня ниже, который прокручивает событие в поле зрения при касании точки

Этот список элементов чрезвычайно узок и специфичен по сравнению с «ежемесячным календарем».Именно такого сужения мы надеемся добиться в процессе формирования.

Комната дизайнеров

Позже, когда придет время привлекать дизайнера, вам не захочется говорить «Я знаю, что нарисовал это так, но не обращайте внимания на это…». Независимо от того, что вы говорите, любые конкретные мокапы будут влиять на то, что другие люди будут делать после вас, особенно если вы находитесь в более высоком положении, чем они. Они примут каждую деталь в первоначальных макетах как направление, даже если вы этого не планировали.

Работа на правильном «уровне абстракции» не только гарантирует, что мы движемся с нужной скоростью, но и оставляет это важное пространство для творчества на более поздних этапах.

Опуская детали, методы макета и жирного маркера дают дизайнерам место на последующих этапах проекта.

Это тема процесса формирования. Мы делаем проект более конкретным и конкретным, но при этом оставляем много места для принятия решений и выбора позже. Это не спец. Это больше похоже на границы и правила игры. Когда придет время играть, все может пойти по-разному.

Пока не поставляется

Этот шаг формирования все еще находится в вашей личной сфере.Для артефактов в этот момент — на стене или в блокноте — нормально быть более или менее неразборчивыми для всех, кто не был с вами.

Мы перешли от туманной идеи вроде «автооплаты» или «групп дел» к конкретному подходу и горстке конкретных элементов. Но форма, которая у нас есть, все еще очень грубая и в основном в набросках.

Мы нашли подход к решению проблемы. Но могут быть некоторые важные неизвестные или вещи, которые нам нужно решить, прежде чем мы сочтем это безопасным для передачи команде для успешной сборки.

Следующим шагом является стресс-тестирование и устранение рисков. Мы хотим проверить наличие пробелов и проблем, которые могут помешать реализации проекта в установленные сроки.

После этого мы посмотрим, как оформить концепцию формы в рецензию для питча.

Без конвейерной ленты

Также имейте в виду, что на данном этапе мы можем отказаться от проекта. Мы не ставили на это. Мы не давали никаких обязательств или обещаний по этому поводу.Что мы сделали, так это добавили ценности сырой идее , сделав ее более действенной. Мы приблизились к хорошему варианту, который мы можем позже лоббировать, когда придет время выделять ресурсы.

Колбаса, Закон и Макеты — KITPLANES

Отто фон Бисмарк сказал, что если вам нравятся колбаса и закон, вы никогда не должны смотреть, как их готовят. Я добавлю в этот список электронные схемы, когда впервые попытаюсь заставить их работать. Мы обычно называем эти схемы «макетами», потому что во времена вакуумных ламп эти пробные схемы фактически спаивались вместе и прикручивались к кухонным макетным платам.На изображении, которое вы получили в этом месяце, показан макет схемы для этого проекта — не то чтобы я рекомендовал эту конструкцию для постоянной установки.

Недавно я получил электронное письмо с вопросом, есть ли простой способ переделать компьютерную гарнитуру для использования в самолете. Я спросил, что значит «легко», и ответил, как напрямую подключить этот маленький компьютерный штекер к большим штекерам самолета.Это просто невозможно. Позвольте мне уточнить.

Еще в 1917 году была осуществлена ​​первая передача данных по воздуху на землю с помощью азбуки Морзе. Год спустя или около того мы совершили большой скачок к передаче голоса. Проблема заключалась в том, что передовая технология того времени заключалась в использовании микрофона, состоящего из пары крышек от жестяных банок, между которыми был сжат небольшой мешок с измельченным углем… угольный микрофон. Когда ваш голос ударял по крышке банки, он толкал уголь вокруг, и, таким образом, сопротивление между этими двумя крышками менялось в зависимости от вашего голоса.Так родился угольный микрофон.

Следует помнить, что примерно в это же время революционное изобретение Белла — телефон — начало широко применяться во всем мире. Чтобы телефон работал, нужны две вещи. Одним из них был угольный микрофон, который преобразовывал голос передатчика в изменение сопротивления, а другим был электромагнит рядом с ухом приемника, который вибрировал в другой крышке консервной банки, и те же самые голоса издавали звуки в ухе приемника.

Поскольку самолеты в то время можно было насчитывать десятками, а количество установленных телефонов исчислялось миллионами, казалось разумным, что самолеты будут использовать микрофоны и наушники, производимые миллионами, для очень немногих авиационных радиостанций.

(Кроме того, поскольку вещательные радиоприемники того времени использовали амплитудную модуляцию [AM] и частотную модуляцию [FM] не будут изобретать еще пару десятков лет, авиационные радиоприемники тогда и до сих пор используют AM в качестве режима работы.)

Таким образом, авиационные радиостанции сегодня требуют схемы угольного микрофона для передатчика и электромагнитов для приема. Мало того, мы застряли с авиационными радиостанциями, разработанными с использованием старых телефонных микрофонов с импедансом 150 Ом и импедансом приемника 300 Ом (слегка модифицированных).

Домашние компьютеры не были популярны до 1980-х годов, и к тому времени у нас был выбор микрофонов гораздо лучше. В частности, у нас был конденсаторный микрофон, который состоит из очень маленькой металлической пластины с очень маленькой металлизированной пластиковой пленкой, отделенной воздухом от металлической пластины. Голос покачивает пластиковую пленку, которая изменяет емкость между пластиной и пленкой, затем немного электронного волшебства и бинго, конденсаторный микрофон.Прочный, чувствительный, и его практически невозможно сломать. Но они не производят напряжения, близкого к тому, которое производит угольный микрофон, и их импеданс намного выше, чем у угольного микрофона.

Но транзисторы — такие изящные маленькие устройства, что они могут принимать слабый сигнал от конденсаторного микрофона и преобразовывать его в сигнал, достаточно сильный, чтобы имитировать угольный микрофон, и в придачу давать нам необходимое согласование импеданса.

Схема внутри радиоприемника состоит из источника постоянного тока (либо резистора относительно большого номинала, либо транзистора в конфигурации источника тока), который обеспечивает от 5 до 15 миллиампер постоянного тока от 12-вольтового источника питания.Мы можем использовать этот источник тока для питания как конденсаторного микрофона, так и однокаскадного транзисторного усилителя, чтобы получить необходимое напряжение и ток для имитации этого угольного микрофона. Вы увидите, что этот ток имеет несколько названий: фантомное питание, ток смещения микрофона и несколько менее используемых терминов. Но схематическая диаграмма показывает, как эта схема принимает ток смещения микрофона и одновременно питает микрофон и транзистор.

В эмиттерной цепи нашего транзисторного усилителя присутствует переменный резистор. Стандартная спецификация для авиационного микрофона составляет 150 мВ RMS (что составляет около 500 мВ от пика к пику). Этот резистор настроен так, чтобы обеспечить такое количество напряжения от вашего голоса, когда вы говорите в микрофон. Если у вас нет доступа к способу измерения этого напряжения, можно подключить заведомо исправный микрофон к бортовой радиостанции и использовать портативную радиостанцию ​​с другом на некотором расстоянии от самолета.Используйте известный микрофон в качестве теста, а затем подключите модифицированный компьютерный микрофон к радиоприемнику и отрегулируйте переменный резистор на ту же «громкость» с удаленного приемника. Вы можете, если хотите, настроить этот резистор на нужную громкость, вынуть его, измерить и поставить на его место постоянный резистор.

Пока мы позаботились об одной половине гарнитуры. Пришло время обсудить другую половину… наушники.

Верните несколько абзацев, где я сказал, что наушники, которые использовал Белл, были устройствами на 300 Ом.Это хорошо, но у телефона только один наушник. Нам нужно, чтобы оба уха были закрыты, и это дает нам два варианта: мы можем подключить два наушника последовательно, чтобы получить 600 Ом, или параллельно, чтобы получить 150 Ом. Первоначально мы запускали их последовательно, потому что это меньше нагружало радио. Что мы обнаружили в середине 1960-х (и особенно во время той небольшой неприятности во Вьетнаме), так это то, что когда один из наушников обрывал провод, он размыкал цепь, и все наушники отключались. Если бы мы включили их параллельно, то один наушник был бы выключен, а другой продолжал бы работать.Затем мы перепроектировали наши радиоприемники, чтобы подключить четыре комплекта наушников по 150 Ом, что дает 38 Ом, четыре комплекта по 150 Ом параллельно.

Это все хорошо, но компьютерные наушники по 32 Ом — каждый.Хуже того, стереокомпьютерные телефоны имеют по 32 Ом с каждой стороны, а если гнать их параллельно, то получается 16 Ом. Четыре из них одновременно по радио означают, что мы должны управлять нагрузкой 4 Ом. Большинство радиостанций этого не делают. Но есть пара решений.

Один: мы выбираем, какое ухо мы хотим слушать, и используем только один из наушников.

Два: мы используем последовательный резистор, чтобы увеличить импеданс наушников. Недостатком этого является то, что он уменьшает громкость гарнитуры.Большинство современных радиоприемников имеют достаточный запас громкости, чтобы взорвать стандартные авиационные наушники на пороге боли. Это означает, что если кто-то использует обычные авиационные наушники, а мы увеличиваем громкость радио, в их авиационных наушниках звук будет слишком громким. А затем мы можем поиграться с номиналами резисторов, чтобы урезать их наушники до уровня наших модифицированных компьютерных наушников. Это как гладить животик и одновременно гладить голову.

Хватит. В следующем месяце у нас будет полный отчет о небольшом солнечном элементе HOG, который будет поддерживать аккумулятор самолета в хорошем состоянии.Две версии. Легкая схема. Подробнее позже. А пока… Следите за новостями…

Учебное пособие по макетной плате. Как использовать макетную плату для построения электронных схем

Из каких основных элементов состоит электрическая цепь? Конечно же источник питания, токопроводящие дорожки и нагрузка. Теоретически соединения и функционирование конкретной схемы могут выглядеть довольно просто. Однако физически построить электрическую цепь и заставить ее работать может быть совершенно другая игра.

Предположим, у вас есть схема и вы заинтересованы в ее практических испытаниях или хотите построить свой собственный электронный прототип, скажем, вы хотите зажечь несколько светодиодов, используя источник питания от блока питания.Безусловно, приобрести необходимые детали не составит труда, а также у вас должен быть в наличии бесступенчатый блок питания постоянного тока.

Самая сложная часть заключается в объединении компонентов в требуемую конфигурацию схемы. Нет, вы не можете сделать это, скручивая их провода вместе — это может быть утомительно и неуклюже. Использование паяльника может быть удобным для экспертов, но новичок может сделать с ним полный беспорядок.

Кроме того, для новичка испытания с использованием таких довольно сложных методов в большинстве случаев приведут к неудачам, а также исключат возможность повторного использования задействованных компонентов.

Создатели макетных плат, должно быть, давно осознали эту проблему, и именно поэтому теперь в нашем распоряжении есть этот интеллектуальный элемент устройства для построения схем — как раз для этой цели.

Можно просто использовать макетную плату для взаимного соединения различных электрических и электронных компонентов, вставляя их в разъемы, и легко построить и наблюдать за работой прототипа схемы без необходимости использования пробных и громоздких средств, таких как паяльник.

Не знаете, как пользоваться макетной платой? Здесь обсуждается максимально полный учебник по макетированию, который я могу придумать, так что давайте двигаться дальше.

Что такое макет?

В основном макетные платы представляют собой модули, имеющие множество дискретных крошечных подпружиненных разъемов, расположенных в определенных рядах и столбцах. Эти строки и столбцы связаны внутри группы медными дорожками в интеллектуальных шаблонах, которые могут по-разному подходить для самых разных приложений проектирования схем. Просто внимательно следя за этими встроенными соединениями, можно создать множество схем и комбинаций, просто вставив выводы компонентов и перемычки в соответствующие случайно выбранные гнезда.

Макетная плата помогает сборщику электроники быстро построить схему с помощью временных перемычек между различными компонентами, а также дает ему возможность повторно использовать компоненты позже для других приложений.

Для лучшего понимания практического использования макетной платы можно попробовать собрать на ней простую схему светодиодной мигалки. Представленная здесь диаграмма поможет вам с простыми соединениями, связанными с процедурой. При его построении обратите внимание, как неиспользуемые входы IC 4093, по существу, подключены к потенциалу ближайшего логического уровня (положительному или отрицательному).Вы можете сравнить приведенное выше расположение дорожек на типичной макетной плате, если у вас есть сомнения относительно какого-либо из показанных соединений перемычек. Но прежде чем вы приступите к проекту, я бы посоветовал вам сначала прочитать следующий раздел.

Построение цепей с использованием макетных плат – меры предосторожности

Использование макетной платы может быть простым, однако при обращении с ним необходимо соблюдать некоторые предварительные условия и меры предосторожности.

Приведенные ниже советы по осторожному обращению определенно помогут вам сэкономить много времени и усилий при работе с этим полезным оборудованием.Предполагается, что человек, который строит схемный проект, хорошо разбирается в основах электроники. В этом разделе по возможности предоставляются ссылки на другие статьи Bright Hub, содержащие дополнительную информацию по конкретной теме. (Все ссылки открываются в новом окне или вкладке, поэтому вы можете оставить эту страницу открытой.)

• Если ваша схема является базовой, выберите макетную плату меньшего размера. Предпочтительно, вы можете приобрести более одной такой платы, чтобы у вас всегда была возможность соединить их вместе, если вы обнаружите, что ваша схема не помещается на одной плате.
• Вместо того, чтобы начинать наугад, убедитесь, что все необходимые ингредиенты собраны и находятся в пределах досягаемости. Сюда могут в частности входить механические инструменты, такие как острогубцы или плоскогубцы, кусачки для проводов, инструмент для зачистки проводов, пучок изолированного одножильного (не многожильного) провода и, конечно же, все электронные компоненты, необходимые для сборки в соответствии с схематический.
• Вы можете отрезать выводы компонентов соответствующим образом, чтобы они не мешали.
• Для бесвыводных компонентов, таких как потенциометры, потребуются небольшие жесткие одножильные припаянные клеммные удлинители для облегчения установки на макетную плату.
• Отрежьте и зачистите с обоих концов (5 мм) несколько (в соответствии с плотностью соединений) кусков вышеупомянутого одножильного провода подходящей длины (от 2 до 3 дюймов). В идеале провод должен быть толщиной около 23 SWG. Они будут действовать как перемычки или проводники для соединения клемм различных компонентов.
• При макетировании схемы распределение компонентов может быть не столь критично, но их расположение определенно потребует серьезного внимания.
• Всегда выбирайте верхнюю крайнюю шину для положительного контакта и нижнюю крайнюю для отрицательного или заземления.Эти направляющие предоставят вам достаточно разъемов для выводов, создавая более широкие возможности подключения к клеммам питания.
• Входной сигнал и выход схемы должны быть направлены соответственно к левой и правой сторонам платы.
• Максимально используйте расположение медных проводов на плате, чтобы использовать минимальное количество перемычек, уменьшая ненужную скученность.
• Сначала закрепите интегральные схемы; желательно оседлать его через центральный зазор.Если задействовано более одной ИС, убедитесь, что они разделены столбцами, содержащими не менее десяти отверстий.
• Начните подключать оставшиеся соответствующие компоненты к разъемам макетной платы, которые напрямую подходят к контактам микросхемы. Дополнительные компоненты, общие для выводов IC, могут быть подключены через другие разъемы, расположенные в более просторных местах, с помощью перемычек.
• Избегайте размещения компонентов и перемычек в особо компактных местах; равномерно используйте все пространство макетной платы, чтобы упростить настройку и устранение неполадок схемы.
• Помните, что внешний корпус вашей макетной платы сделан из пластика, поэтому не подвергайте его воздействию высоких температур. Не устанавливайте заподлицо компоненты, которые могут сильно нагреться, такие как резисторы с проволочной обмоткой, силовые транзисторы, лампы и т. д. потому что непосредственная близость их дорожек и перемычек может вызвать паразитную емкость, дающую ложные результаты.
• Не подавайте сетевое напряжение непосредственно на схемы макетной платы, так как близко расположенные соединения могут вызвать искрение или даже опасные короткие замыкания и пожар.

Учебник по макетированию, представленный здесь, представляет собой краткий обзор всего предмета, но он должен помочь вам начать работу. Нужны подробности или есть конкретные вопросы? Я могу двигаться дальше с более глубокими объяснениями, отвечая на ваши комментарии, так что не стесняйтесь публиковать свои мысли. (Комментарии требуют модерации и появятся позже.)

Ссылки

Макет с NI ELVIS III

Что такое макетная плата?

Существует три метода создания схем: макетная плата без пайки; макетная плата для пайки; и печатная плата (PCB).Макетная плата без пайки — это многоразовая основа, которая позволяет создавать электронику без пайки. На этой основе вы можете легко подключать электронные устройства (такие как конденсаторы, резисторы, операционные усилители), соединять их вместе в определенной топологии и исследовать производительность с помощью приборов. Версия макетной платы без пайки делает эту основу полностью многоразовой и не требует припоя для соединения между устройствами и проводами. Макетная плата без пайки имеет ограничения, и мы обсудим, когда вам следует использовать макетную плату и печатную плату, в следующем разделе.

Макетная плата NI ELVIS III, поставляемая с NI ELVIS III, имеет четыре макетные платы без пайки, встроенные в направляющие по обеим сторонам пространства для макетной платы. Эти шины подключаются к NI ELVIS III через разъем PCI и передают сигналы для ввода и вывода в создаваемую схему.

Из-за этого нет прямого соединения между платформой NI ELVIS и макетными платами, но вместо этого вы можете получить доступ к сигналам с рабочей станции, подключив перемычки от входов/выходов управления к макетным платам или используя приборы NI ELVIS. .

Рисунок 1
 

Внутреннее устройство макетной платы

Чтобы понять, как работает макетная плата, давайте уделим некоторое время определению терминологии макетной платы и посмотрим, как она устроена.
 

Розетки — это отверстия в плате с расстоянием 0,1 дюйма между двумя ближайшими отверстиями. Внутри каждой розетки есть металлический зажим, который фиксирует вывод компонента, когда вы вставляете его в отверстие. На чистой макетной плате на рис. 2 показана металлическая защелка под отверстием разъема.
 

Имеется четыре шины, по две с каждой стороны, с маркировкой + и –. Шинные полосы также обычно называют шинами питания, потому что к ним обычно подключаются сигналы питания и заземления. Полоска шины на плате ELVIS изготовлена ​​из одного куска металла, в отличие от некоторых макетных плат, которые вы можете купить, где каждая полоса состоит из двух кусков металла.

Рисунок 2
 

Область, в которой вы строите свою цепь, называется клеммной колодкой.Есть шестьдесят четыре ряда, разделенных на 10 отдельных полос с именами A, B, C, D, E и F, G, H, I, J. Эти ряды разделены центральным разделителем (поясняется ниже). Для каждой строки полосы A, B, C, D, E электронно соединены с узлом. Аналогично F, G, H, I, J соединяются в единый узел. Это позволяет правильно подключать провода и устройства, не используя одну розетку для нескольких элементов.
 

Центральный разделитель
Расстояние между гнездами E и F является центральным разделителем.Он был разработан с достаточным расстоянием для размещения двухлинейной интегральной схемы (ИС), которая подключалась через центральный разделитель и подключалась к соответствующим полосам (A-E или F-J).

Рисунок 3
 

Рисунок 4
 

На изображении выше показана нижняя сторона макетной платы со снятой защитной наклейкой, иллюстрирующей конструкцию макетной платы.

Вы видите, что силовые шины (или шинные шины) представляют собой длинную вертикальную металлическую полосу.Клеммные колодки представляют собой более короткие горизонтальные металлические полосы. Между клеммными колодками виден центральный разделитель. Как видите, в каждой шине-рельсе и клеммной колодке есть отдельный металлический/проводящий сегмент, который создает путь прохождения сигнала и узловые соединения.
 

Создание вашей схемы

Используя приведенную выше информацию, мы теперь можем приступить к воплощению наших знаний о том, как построить прототип схемы. Мы сможем понять, как:

• Использовать шинные шины или силовые шины для подключения входных сигналов, выходных трактов или заземления.
• Используйте клеммные колодки для подключения топологии нашей схемы, используя каждый ряд в качестве электрически соединенного узла.
• Используйте центральный разделитель для эффективного размещения интегральной схемы (например, операционного усилителя).
• Подключите приборы к цепи подачи сигнала и выполните измерения.
 

Как собрать схему на макетной плате NI ELVIS III

В этом примере мы поэтапно переведем принципиальную схему (в данном случае с помощью Multisim Live).Для выполнения этого руководства вам потребуются следующие компоненты:

• Два резистора по 1 кОм
• Один операционный усилитель OP482
• Перемычки

На рис. 5 показана инвертирующая схема операционного усилителя, для которой требуются источники питания, заземление, резисторы и интегральная схема. Вы также заметите наличие узловых соединений между устройствами R2, R1 и U1. Все они будут соединяться в одном узле, что потребует использования клеммных колодок.

Рисунок 5
 

На рис. 6 показана схема инвертирующего усилителя на макетной плате. Выполните следующие действия, чтобы подключить эту цепь.

Рисунок 6

Убедитесь, что питание макетной платы отключено во время подключения схемы.

1. Начните с рассмотрения устройства U1. Это интегральная схема (ИС) OP37, которую мы поместим на макетную плату. .Рисунок ниже взят из технического описания Analog Devices, его можно загрузить по адресу http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/OP37.pdf. Распиновка компонентов (контакты 1-8) соответствует номеру контакта схемы для U1 на рисунке 5.
• Поместите микросхему в разъемы E и F , как показано ниже. Как видите, вы поместили его над центральным разделителем, и четыре контакта соединены в ряды 16–19 на полосах E и F соответственно.

Рисунок 8

• В верхней части каждой микросхемы имеется индикатор контакта 1, который обычно представляет собой небольшой кружок или выемку, как в данном случае.Убедитесь, что вы знаете, какой контакт является контактом 1. В этом случае контакт 1 находится в ряду 20 , клеммной колодке F . На основе этой конфигурации вы увидите, что контакты 2–8 доступны в направлении против часовой стрелки на основе на рисунке 8.
• На основе этой конфигурации вы увидите, что контакты со 2 по 8 доступны в направлении против часовой стрелки в соответствии с расположением на рисунке 8. РАЗМЕЩЕНИЕ