Выключатель для макетной платы

Макетные платы для монтажа накруткой

Монтаж накруткой – это отдельный вид макетирования. Сами платы вместо отверстий имеют многочисленные штыревые контакты, на которые наматываются концы соединительных проводов. Главным правилам правильного монтажа таким способом является 7 оборотов оголённого участка провода вокруг штырька и полтора оборота изоляции. Наглядно этот процесс показан на рисунке №10.

USB-микроскоп для пайки своими руками

Рисунок №10 – пример монтажа накруткой

Несмотря на кажущуюся примитивность данного способа, он может не уступать в надёжности паечному монтажу. Зачастую подобную работу выполняет автоматизированная система по указанным данным, а человек в дальнейшем корректирует соединения вручную. На рисунке №11 показан пример макетной платы с выполненным монтажом путём накрутки.

Рисунок №11 – макетная плата и монтаж накруткой

Решение: Выпрямительный мост на МОП-транзисторах (мизерное падение напряжения)

Основной схемотехнический недостаток рассмотренного устройства, значительно ухудшающий его эксплуатационные качества — это . Нужно это побороть!

Взяв за основу идею «схемы защиты от переполюсовки на МОП-транзисторах», обеспечивающей крайне малое паразитное падение напряжения. Заметил: а ведь МОП-ключи, здесь, выполняют роли ! Далее, если подумать: то взяв четыре четвертьмоста — можно получить целый мост… 😉 Таким образом, была образована следующая схема:

Для сравнения, промоделируем аналогичную схему, на классическом диодном мосте:

показывает: в то время как на «классическом диодном мосте» падает аж 1.5V — то на «выпрямительном мосте на МОП-транзисторах» падает лишь 0.01-0.1V ! Реальный профит!

Данная схема была проверена, также, и на физическом макете (представленный на фото в статье макет, при потреблении ~100мА, имеет падение напряжения на выпрямителе ~0.01V) — эксперимент полностью подтвердил результаты симуляции! Я исправил : выкусил диодный мост, оставив его ножки; загнул ножки, сформировав контактные площадки для «поверхностного монтажа», с верхней стороны платы; МОП-транзисторы спаял в сборки, объединив попарно объёмным монтажом: два P-канальных транзистора соединил Истоками к «+» выходу моста (шине «VCC»), два N-канальных соединил Истоками к «-» выходу (шине «GND»)…

«Выпрямительный мост на МОП-транзисторах» — это полноценный универсальный выпрямительный мост! Его принцип действия не тривиален, но в некоторых случаях, по своим параметрам он может превосходить мост с диодами Шоттки! Данная схема называется «синхронный мостовой выпрямитель» — он обладает следующим свойством:

Примечание: при всех наблюдаемых преимуществах схемы «Выпрямительного моста на МОП-транзисторах» — она не может полностью заменить «классический диодный мост», во всех его традиционных применениях.
При использовании, в выпрямителе, миниатюрных «SMD logic level MOSFET» IRLML6344 и IRLML6401 — МОП-транзисторы, обязательно, должны работать в ключевом режиме! Поэтому такой «Выпрямительный мост на МОП-транзисторах» не может использоваться, непосредственно, для выпрямления переменного напряжения (AC), а может быть использован только подобным образом: как продвинутая схема для защиты/согласования/исправления переполюсовки постоянного напряжения (DC).
А для непосредственного выпрямления AC-напряжения — требуется использовать либо мощные МОП-транзисторы (и смириться со снижением к.п.д. схемы, за счет частичной работы в режиме «вырожденной до диодного моста»), либо усложнить схему дополнительными драйверами МОП-транзисторов…

Like1

Как пользоваться макетной платой

Пользоваться макетной платой достаточно просто. При создании схемы в отверстия на пластиковом корпусе вставляются необходимые элементы – конденсаторы, резисторы, различные индикаторы, светодиоды и т.д. Ширина разъемов позволяет подключать к контактам проводники с сечением от 0,4 до 0,7 мм.

Схема подключения светодиода к монтажной плате

Например, вам нужно соединить между собой два элемента – светодиод и резистор. Для этого вы берете ножку первого элементам (светодиода) и вставляете ее, например, в ряд номер 2. Вторую ножку вы вставляете в другой ряд. Например, 3. Если вставите ножку в тот же ряд, схема работать не будет, т.к. обе ножки через общую рельсу будут соединены железным проводником. Будет короткое замыкание. Ток пойдет через место соединения напрямую, минуя светодиод. Никакой пользы от этого не будет.

Подключение светодиода к макетной плате. Размещаем светодиод в удобном месте. Главное, для каждой ножки – свой ряд

Если вы воткнете контакт в соседний ряд, то между ними не будет замыкания, т.к. соседние ряды не связаны между собой проводниками (ведь связаны только 5 контактов в одном ряду)

В какой именно ряд вы воткнете ножку – не важно. Главное, что не в тот же, что у первой ножки

Для удобства в реальных схемах вторую ножку размещают не в соседнем ряду, а в любом другом, чуть подальше от первого. Нужно выбирать место монтажа с учетом размеров самого светодиода, чтобы не выгибать сильно контакты.

Итак, светодиод мы закрепили – он устойчиво стоит двумя ногами в рядах 2 и 3. Давайте теперь подключим к этой схеме резистор. Мы возьмем одну ножку резистора и вставим в тот же ряд, что одна из ножек светодиода. Например, в ряд номер 3 – в любое место

В одном ряду 5 контактов, не важно, в какой из контактов мы попадем, главное, что в этом же ряду! Затем вторую ножку резистора вставим в другой ряд, например, в седьмой

Подключение светодиода и резистора к макетной плате. Соединяем одни ножки элементов

Получится, что ножки в 3 ряду встретятся друг с другом через внутренне соединение и будут связаны, как будто мы спаяли или скрутили их. И между ними с удовольствием пойдет ток, ведь он любит металлическое соединение.

У нас остались одна ножка у светодиода и одна ножка у резистора. Ножку светодиода мы должны соединить с платой ардуино. Если это длинная ножка, то соединяем ее с 13 пином. Если короткая, то с пином GND. В нашем случае, мы соединим короткую ножку во втором ряду с разъемом GND на плате Ардуино. Для этого мы берем провод “папа-папа” и втыкаем его в ряд, где находится наша свободная ножка. У нас это ряд 2 (вторая ножка светодиода уже связана в ряду 3 с резистором)

Опять-таки не важно, куда именно мы воткнем провод, главное, что во втором ряду – в том, где уже ждет ножка светодиода. Вторую часть провода мы соединяем с платой Arduino

Пример подключения светодиода и резистора к макетной плате. Идем к GND

Точно так же мы соединяем оставшуюся часть схемы – вторую часть резистора через проводник ведем к другому разъему Ардуино. В нашем случае с ряда 7 мы тянем проводник к 13 пину ардуино. Получится, что длинная ножка светодиода идет к плюсу – к 13 пину. А короткая у нас уже давно соединена с землей – GND.

Все, схема собрана. И после включения питания ток пойдет так (схематически): через источник внутри Ардуино дойдет до 13 пина, через красный проводник дойдет до макетной платы, пройдет через сопротивление, потом через светодиод, потом через черный провод вернется в ардуино. Схема в итоге получилась без разрывов, рабочая.

Еще одним примером создания прототипа схемы с использованием макетной платы может стать такой вариант реализации:

Для ее сборки необходимо взять:

Макетную плату (breadboard);
провода для соединения;
1 светодиод;
тактовую кнопку;
резистор с номинальным сопротивлением 330 Ом;
батарейку типа «Крона» на 9В.

Плюс батарейки подключается к плюсовой шине, а минус к отрицательной. Если схема собрана правильно, то при нажатии на кнопку будет обеспечиваться загорание светодиода.

Еще несколько примеров:

Пример схемы с макетной платой

Назначение

Хочется, чтобы на макетке можно было запустить любой реальный микроконтроллер — тот, который потом будет использоваться в реальном устройстве (без миграции на другой «камень», сопряжённой с дополнительными мутными шагами, и чреватой глюками). Я ведь ещё новичок в микроэлектронике: у меня ещё мало опыта проектирования, чтобы учитывать все нюансы и легко представлять переносимую программу (а сейчас, я программирую на ассемблере — это ужесточает условия разработки, и очень усложняет миграцию прошивки на другой МК!) — поэтому нужно, чтобы всё работало и отлаживалось сразу «конкретно и прозрачно».

В мировой практике, часто рекомендуют: разводить микроконтроллер со всей обвязкой — прямо на контактной макетной плате (breadboard) — тут и любую периферию удобно подключать… спрашивается, что ещё нужно? А вот, это первый метод, с которого я вообще начал эксперименты с микроконтроллерами — но из-за плохих контактов, у меня совсем не заработала, ни одна схема! Или работала только первые полтора запуска. Программатор жутко глючил: микроконтроллеры не прошивались вовсе, или прошивались с глюками, верификация фейлилась — так я быстро запорол все свои камни (у них, при n-ой неудачной прошивке, почему-то сбивались «fuses», хотя я их даже не трогал, и микроконтроллер больше не запускался). «Камни» удалось оживить «высоковольтным программированием» (здесь, мне очень помогли: запасной программатор в «STK500», и курение мануалов). Но камни «умирали» на макетке повторно, очень скоро…

DI HALT также писал, что не использует , по сходным причинам «плохих контактов», а использует только «макетные платы, которые паяются». Это, пожалуй, единственно верное решение, в данном случае: поскольку на больших частотах (порядка мегагерцов), на которых работают микроконтроллеры и передаёт сигналы программатор, — совершенно необходимы чёткий низкоомный контакт, а также линии связи с низкой ёмкостью!

Итак, по крайней мере, самую критичную часть платы (микроконтроллер с обвязкой и подключением программатора) необходимо сделать на паянных контактах — чтобы программирование и отладка работали без глюков, чтобы «сердце схемы» работало. А периферию уже можно развести-растыкать и на временной «макетке с дырочками», и подключать проводами к основной паянной макетке с микроконтроллером — это решение достаточной надёжности и хорошей гибкости…

Конструкция и устройство макетной платы

Breadboard различаются по своему размеру, количеству дорожек и материалу корпуса (см. фото ниже). Для изготовления корпуса может использоваться полупрозрачный, цветной и белый пластик, который играет роль изолятора и основу всей конструкции. На задней стороне корпуса находится самоклеящаяся бумага и при необходимости плату можно прикрепить к какой-либо поверхности для большей надежности.

Фото. Разные типы макетных плат для сборки схем

Стандартный шаг макетной платы (расстоянии отверстий друг от друга) составляет 2,54 мм и подходит для подключения подавляющего большинства микросхем, кнопок и других радиодеталей. Стандартный диаметр (размер) отверстия равен 0,8 мм. Если ножка детали с трудом входит в отверстие, то лучше припаять к ней подходящий провод, чтобы не испортить соединительные контакты (шины) на breadboard.

Фото. Конструкция и устройство беспаечной макетной платы

На макетной плате есть два типа дорожек: контактные группы в которых соединили пять отверстий на одной линии, и шины питания, которые идут по всей длине макетной плате. Контактные группы предназначены для соединения деталей в схеме. Шины питания служат для увеличения портов питания на плате Arduino, то есть они соединяются коннекторами (проводами) с портами 5V и GND на микроконтроллере.

Устройство макетной платы

Вы видите на макетной плате есть довольно много ячеек. В них мы будем подключать провода. Но нам нужно понять как она устроена. Давайте для этого сломаем одну (бюджет статьи вырос на 200 руб.):

Фото 1. Устройство макетной платы изнутри.

Мы разобрали макетную плату и видим, что внутри лежат провода. Причем они уложены в определенном порядке. Провода посередине лежат вертикально, а провода по краям — горизонтально.

Также соединены наши ячейки. Ячейки по середине соединены между собой рядами , а ячейки по краям — строками.

То есть если два провода мы вставим в один ряд, то они будут соединены между собой. Аналогично со строкой. Если мы вставим в одну строку (подписаны + и -) , они тоже будут соединены

В этом — вся суть макетной платы. вставляя элементы в те или иные ячейки, мы будем соединять их между собой с помощью проводов, которые лежат под ними.

Фото 2. Макетные платы бывают разные

Виды макетных плат

Существует большое количество видов макетных плат (или монтажных плат), но все они делятся на две группы: Беспаечные макетные платы; Макетные платы для пайки.

Есть и еще интересный вариант – платы для монтажа накруткой. Однако этот метод сегодня не слишком распространен и говорить о нем мы не будем.

Устройство макетной платы такого типа простое. Ее основой является пластиковый корпус с большим количеством отверстий на верхней плоскости. В отверстиях расположены контактные разъемы для установки деталей. Разъемы допускают установку контактов и проводов диаметром до 0,7 мм, расстояние между ними – стандартное 2,54 мм, что позволяет устанавливать транзисторы и микросхемы в DIP-корпусах.

Разъемы соединены друг с другом особым образом – в вертикальные строки по 5 штук, также на многих платах есть выделенные шины питания – в них разъемы соединены на всю длину платы (по горизонтали), и обозначены синей (-) и красной (+) чертами. Физически разъемы и шины выполнены в виде металлических контактов, вставленных с обратной стороны платы, и закрытых защитной наклейкой.

Существуют беспаечные макетные платы разных размеров – от 105 до 2500 и более контактных точек. Для удобства на плате может быть нанесена координатная сетка. Многие платы устроены по типу конструктора – несколько штук могут собираться в одну большую плату, что позволяет прототипировать конструкции модулями.

Собираем простые схемы на макетной плате

Давайте попробуем соединить несколько элементов и убедимся, что все работает. Для сборки этих простых схем мы будем использовать элементы:

Название	Особенность подключения	Какую функцию выполняет	Картинка
Светодиоды	это полярный элемент, у него есть + и — (или анод и катод)	Красиво горит
Резисторы	для нашего опыта понадобиться резистор от 300 до 1000 Ом	Ограничивает ток, чтобы светодиод не сгорел
Тактовая кнопка	С двумя или четырьмя контактами	Замыкает и размыкает цепь
Батарейный отсек	С двумя пальчиковыми батарейками AA по 1,5 вольта каждая	Питает схему
Плата Arduino Nano	Вставляется в макетную плату	Контроллер который позволяет нам программировать электронные схемы

Заставим светодиод гореть

Рис. 1 Принципиальная схема. Сборка схемы со светодиодом Для начала нарисуем схему которую мы пытаемся собрать. Смысл схемы такой: электрический ток проходит через светодиод и он горит, резистор при этом ограничивает ток, чтобы светодиод не сгорел.

Наш наш вариант сборки на макетной плате.

Рис. 2 Пример сборки схемы на макетной плате.

Обратите внимание , что в горизонтальные ряды удобно подключать питание, сделать из них общий + и —. Эти обозначения на некоторых макетных платах, всего лишь подсказка для вас, так подключать удобно

Действительно, часто удобно иметь общую “шину” общий провод с плюсом и с минусом. Но это не значит, что вы не можете подключать туда что-то другое.

Схема с двумя светодиодами подключенными последовательно и кнопкой.

Немного усложним нашу схему, теперь зажжем два светодиода через кнопку. Кнопка позволит нам замыкать и размыкать цепь и таким образом управлять включением светодиодов.

Рис. 3 Принципиальная схема к упражнению 2. Подключение двух светодиодов последовательно.

Попробуйте собрать эту схему самостоятельно. Ниже — наше решение.

Рис. 4. Сборка схемы с двумя светодиодами на макетной плате.

Конструкция

Пайка

Данная конструкция собрана на: универсальной односторонней макетной плате под пайку «Maket 4 (75 x 100)». Соединения узлов исполнены: «перемычками» из провода МГТФ; и «шинами» из зачищенного монтажного провода, впаянного между контактными площадками.

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 — 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.

Для подключения всех возможных микроконтроллеров (всей линейки AVR и других) в DIP-корпусах — используется . Здесь, «универсальная» означает, что она подходит как для «широких» (ATmega16), так и для «узких» (ATmega8) микросхем. (на Украине: нашёл и купил здесь, за 26грн.)

Все кнопки на плате, в том числе и блок DIP-переключателей, реализованы по классической схеме. Причём, две «пользовательские» кнопки и «reset» реализованы одинаково — что позволяет, например, при дефиците кнопок для макета, задействовать и «reset» в качестве «пользовательской».

Для индикации используется «Шкальный светодиодный индикатор» (здесь, использован Десятисегментный LED-дисплей «GNA-R1025101ZY»). Токоограничивающие резисторы для всех светодиодов (150 Ом) подобраны так, чтобы они светили ярко и заметно — в диапазоне напряжений питания 2.7-5.5V, и удовлетворительно — в диапазоне 1.8-3V.

Самодельные макетные платы

Самодельные макетные платы сейчас явление довольно редкое. Эта тема широко была распространена ранее, когда подобную плату невозможно было купить в магазине, или они стоили заоблачных денег. Но и в наше время некоторые умельцы не изменяют дедовским традициям и штампуют свои макетки «на коленке». На рисунке №12 показано несколько примеров такого народного творчества.

Рисунок №12 – примеры самодельных макетных плат

Подведя итог можно сказать, что в плане макетирования следует придерживаться золотой середины, так как порой проще и быстрее изготовить печатную плату, а порой требуется вносить множество изменений и в таком случае без макетной платы никуда. То же касается и способа макетирования. Перед разработкой проекта следует определиться с видом платы и методом соединений при отладке будущего устройства.

При конструировании и сборке новых электронных схем обязательно требуется их отладка. Она проводится на временной монтажной плате, позволяющей достаточно свободно расположить компоненты с целью обеспечения возможности быстрой и удобной их замены, проведения контрольно-измерительных работ.

Детали в такой плате могут крепиться при помощи пайки, а сама площадка будет называться макетной платой. Чтобы лишний раз не подвергать компоненты механическим и тепловым воздействиям, монтажниками и конструкторами используется беспаечная макетная плата. Часто радиолюбители называют это приспособление макеткой.

2Дребезг контактов

Кнопка – очень простое и полезное изобретение, служащее для лучшего взаимодействия человека и техники. Но, как и всё в природе, она не идеальна. Проявляется это в том, что при нажатии на кнопку и при её отпускании возникает т.н. «дребезг» (“bounce” по-английски). Это многократное переключение состояния кнопки за короткий промежуток времени (порядка нескольких миллисекунд), прежде чем она примет установившееся состояние. Это нежелательное явление возникает в момент переключения кнопки из-за упругости материалов кнопки или из-за возникающих при электрическом контакте микроискр.

Дребезг контактов в момент нажатия и отпускания кнопки

В следующей статье подробно описаны основные способы борьбы с «дребезгом» при замыкании и размыкании контактов. А пока что рассмотрим варианты подключения кнопки к Arduino.

Макетная плата в электронных схемах

Редко какой реальный проект Arduino содержит менее 5-10 элементов схемы, соединенных между собой. Даже в простой хорошо всем известной схеме маячка применяются 2 элемента, светодиод и резистор, которые надо как-то соединять друг с другом. И тут как раз и встает вопрос о том, каким способом это сделать.

Макетная плата без пайки

На сегодняшний момент существуют следующие основные способы монтажа, которыми используются в электронике и робототехнике на этапе создания прототипов:

Пайка. Для этого применяют специальные платы с отверстиями, в которые вставляются детали и соединяются друг с другом пайкой (с использованием паяльника) и перемычками.
Cкрутка. По данной технологии контактные соединения устройств объединяются с макетной платой при помощи обмотки чистого провода к штыревому контакту.
Плата для монтажа без пайки. Английский вариант названия беспаечной макетной платы – breadboard.
Можно еще деражть контакты руками или зубами, склеивать клеем-пистолетом, скреплять изолентой или скотчем. В этой статье мы такие экзотические варианты не рассматриваем.

Макетная плата для монтажа с пайкой Самым современным вариантом для создания прототипов является беспаечная макетная плата, которая обладает несомненными преимуществами:

Возможность проводить отладочные работы большое количество раз, изменяя модификацию схем и способы подключения устройств;
Возможность соединения нескольких плат в одну большую, что позволяет работать с более сложными и большими проектами;
Простота и быстрота создания прототипов;
Долговечность и надежность.

Макетная плата Конечно, есть у этого варианта монтажа и недостатки:

В реальных проектах соединения у платы не будут столь же надежны, как при пайке. Любая вибрация будет потихоньку ослаблять контакты и это обязательно со временем приведет к неожиданным проблемам. Поэтому в реальных проектах используют другие виды монтажа элементов.
Внешний вид проектов с лапшой в виде проводов над бескрайними белыми пространствами платы нельзя назвать профессиональным и эстетичным. Хотят такой вид всегда завораживает зрителей и формирует у проекта имидж чего-то “жутко сложного, раз столько проводов”.
Плата с таким видом монтажа всегда будет занимать больше места за счет нависающих проводов. Значит, для нее нужен корпус больших объемов с фиксацией и защитой от вибрации.
Стоимость макетной платы. Пусть платы и не являются дорогими устройствами, но все равно вам нужно будет их приобрести дополнительно к микроконтроллеру и другим элементам. К счастью, сегодня на рынке есть большое количество недорогих вариантов и готовых наборов с монтажными платами в комплекте. Некоторые варианты можно найти в следующем разделе нашей статьи.

Не смотря на некоторые недостатки, альтернативных вариантов по простоте и доступности для монтажа первых схем у начинающих практически нет. Сегодня можно встретить огромное количество проектов, в которых все элементы размещены именно на макетной плате. Почти все примеры из учебников по основам робототехники и Ардуино используют этот вариант монтажа. Поэтому рекомендуем вам обязательно познакомиться с этим конструктивным элементом поближе.

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.

Портативный паяльник TS80P
TS80P- это обновленная версия паяльника TS80 Smart, работающий от USB…

Подробнее

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.

Блок питания 0…30 В / 3A
Набор для сборки регулируемого блока питания…

Подробнее

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:

долговечны — на одной плате можно собирать множество различных схем в течение многих лет
не повреждают радиодетали — одни и те же элементы можно легко использовать и в других проектах (особенно это важно для дорогих компонентов)
просты в использовании — любой прототип можно перестроить за считанные минуты!

4Подключение кнопки по схеме с подтягивающим резистором

Сначала подключим к Arduino кнопку по схеме с подтягивающим резистором. Для этого один контакт кнопки соединим с землёй, второй – с цифровым выходом “2”. Цифровой выход “2” также подключим через резистор номиналом 10 кОм к питанию +5 В.

Схема подключения кнопки к Arduino по схеме с подтягивающим резистором

Напишем вот такой скетч для обработки нажатий на кнопку и загрузим в Arduino.

// Задаём номера выводов:
const int buttonPin = 2; 
const int ledPin =  13; 

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(buttonPin, INPUT);
}

void loop() {
  int buttonState = digitalRead(buttonPin); // считываем состояние кнопки

  if (buttonState == HIGH) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH); // зажигаем светодиод при нажатии кнопки
  }
  else {
    digitalWrite(ledPin, LOW); // гасим светодиод при отпускании кнопки
  }
}

Встроенный светодиод на выводе “13” постоянно горит, пока не нажата кнопка. Т.е. на порте “2” Arduino всегда присутствует высокий логический уровень HIGH. Когда нажимаем кнопку, напряжение на “2” порте принимает состояние LOW, и светодиод гаснет.

Основные виды макетных плат для Arduino

Макетные платы различаются по количеству выводов, расположенных на панели, числом шин и конфигурацией. Бывают платы, в которых контактные соединения выполняются посредством пайки, однако работать с ними сложнее, чем с беспаечными устройствами и мы их рассмотрим в другой статье.

Большая макетная плата

Цветные макетные платы

Макетная плата с клеймами

В зависимости от характеристик наиболее распространены такие виды:

Для сборки больших микросхем в основном используются беспаечные платы на 830 или 400 отверстий. Для соединения нескольких компонентов и подвода проводов к необходимым точкам – на 8, 10, 16 отверстий;
С наличием пазов для сцепления плат, которые позволяют реализовывать достаточно большие проекты;
С наличием самоклейки на основании для надежного закрепления на устройстве;
С нанесенными на плату обозначениями для подключения устройств.

В зависимости о стоимости и производителя в комплектацию могут входить и дополнительные аксессуары – провода-джамперы, разнообразные разъемы. Но главным критерием качества всегда остается количество контактных разъемов и их технические характеристики.

Назначение и устройство

Макетная плата для сборки без пайки позволяет произвести монтаж электрической схемы и запустить ее без использования паяльника. При этом можно проверить все параметры и характеристики будущего устройства, подключив к плате измерительные и контрольные приборы.

Макетная плата представляет собой пластину из полимерного материала, являющегося диэлектриком. На пластине в определенном порядке просверлены монтажные отверстия, в которые должны вставляться выводы деталей – компонентов будущего устройства.

Отверстия допускают подключение выводов диаметром 0,4-0,7 мм. Расположены они на плате, как правило, с шагом 2,54 мм.

Чтобы смоделировать соединения выводов компонентов между собой, макетка имеет специальные токопроводящие пластины, в определенном порядке соединяющие отверстия.

Как правило, эти соединения осуществляются группами вдоль платы по ее длинным сторонам. Таких рядов может быть два-три. Эти контактные группы используются как шины для подключения питания.

Между продольными рядами отверстия соединяются пластинами в группы по пять. Эти пластины расположены в направлении поперек платы.

Около отверстий в местах будущих контактов токопроводящие пластины имеют конструктивные особенности, позволяющие зажимать и прочно удерживать выводы деталей, обеспечивая при этом наличие электрического контакта. В этом и есть смысл монтажа без пайки.

Макетные платы, выпускаемые промышленным способом и приобретенные в торговой сети, как правило, имеют схему расположения контактов и токопроводящих связей между отверстиями.

Перевод принципиальной схемы в компоновку схемы

Один из важных навыков для любого, кто интересуется электричеством и электроникой, – уметь «переводить» принципиальную схему в реальную компоновку схемы, где компоненты могут быть ориентированы по-разному.

Принципиальные схемы обычно рисуются для максимальной удобочитаемости (за исключением тех немногих примечательных примеров, нарисованных так, чтобы создать максимальную путаницу!), но при практической сборке схем часто требуется другая ориентация компонентов. Сборка простых схем на клеммных колодках – это один из способов развить навык пространственного мышления «растягивать» провода для создания тех же соединительных путей.

Преобразование простой параллельной схемы в компоновку схемы

Рассмотрим случай параллельной схемы с одной батареей и тремя резисторами, построенной на клеммной колодке:

Рисунок 14 – Схема из одной батареи и трех параллельных резисторов на клеммной колодке

Переход от красивой, аккуратной принципиальной схемы к реальной схеме (особенно когда подключаемые резисторы физически расположены линейно на клеммной колодке) для многих не очевиден, поэтому я опишу этот процесс шаг за шагом. Во-первых, начните с чистой принципиальной схемы и всех компонентов, прикрепленных к клеммной колодке, без соединительных проводов:

Рисунок 15 – Шаг 1

Затем проследите соединение от одной стороны батареи к первому компоненту на принципиальной схеме, закрепив соединительный провод между теми же двумя точками на реальной цепи. Думаю, полезно перерисовать этот провод на принципиальной схеме другой линией, чтобы указать, какие соединения выполнены в реальности:

Рисунок 16 – Шаг 2. Подключение первого компонента к одной стороны батареи

Продолжайте этот процесс, провод за проводом, пока не будут пройдены все соединения на принципиальной схеме. Было бы полезно рассматривать общие провода в стиле SPICE: сделайте все соединения с общим проводом в схеме за один шаг, убедившись, что каждый компонент, подключенный к этому проводу на схеме, действительно имеет соединение с этим проводом на макете, прежде чем перейти к следующему. На следующем рисунке показано, как верхние стороны двух оставшихся резисторов соединяются вместе, что является электрически общей точкой с проводом, закрепленным на предыдущем этапе:

Рисунок 17 – Шаг 3

Когда верхние стороны всех резисторов (как показано на схеме) соединены вместе и к положительной (+) клемме батареи, всё, что нам нужно сделать, это соединить нижние стороны вместе и с другой стороной батареи:

Рисунок 18 – Шаг 3. Подключение резисторов вместе к обоим клеммам аккумулятора

Обычно в промышленности все провода маркируются цифровыми бирками, а электрически общие провода имеют одинаковые номера бирок, как и при моделировании SPICE. В этом случае мы можем пометить провода, как 1 и 2:

Рисунок 19 – Общие номера проводов, представляющие электрически общие точки

Еще одно промышленное соглашение – немного изменить принципиальную схему, чтобы указать фактические точки подключения проводов на клеммной колодке. Это требует системы маркировки для самой колодки: номер «TB» («terminal block», номер клеммной колодки) для самой колодки, за которым следует другой номер, представляющий конкретную металлическую полосу на колодке.

Рисунок 20 – Обозначение точек подключения на клеммной колодке

Таким образом, принципиальную схему теперь можно использовать в качестве «карты» для определения точек в реальной цепи, независимо от того, насколько запутанной и сложной может казаться соединительная проводка. Это может показаться излишним для простой схемы с тремя резисторами, показанной здесь, но такая деталь абсолютно необходима для сборки и обслуживания больших схем, особенно когда эти схемы могут охватывать большое физическое расстояние, используя более одной клеммной колодки, расположенной в более чем одном шкафу или распределительном щите.

Выводы

Макетные платы breadboard оптимальны для создания прототипов и цифровых схем не очень высокой сложности. В своей практике их часто используют как новички, познающие основы схемотехники, так и опытные профессионалы ввиду простоты монтажа и достаточно высокого качества соединения рабочих контактов. С помощью таких плат можно быстро и без лишней пайки создать прототип, протестировать его и затем уже собрать устройство с более надежным вариантом соединения.

Несмотря на большое количество плюсов, у макетных плат есть и минусы. Они не позволяют сделать надежное устройство, эксплуатируемое в сложных условиях. Они не предназначены для сборки аналоговых схем, с высокой чувствительностью к величине сопротивления, т.к. сопротивление в месте контакта завсит от многих факторов и может меняться. Платы нельзя подключать к линии с высоким напряжением. Наконец, такие платы тоже стоят денег – монтажные платы с пайкой обойдутся дешевле.

В любом случае, для первых проектов у ардуинщика каких-то альтернатив нет. Кроме того, подключение макетной платы способствует развитию абстрактного мышления – а это никогда не бывает лишним.