Электроника для начинающих

Макетная плата разделена на два сектора канавкой посередине. В каждом секторе находятся пять рядов отверстий. Пять отверстий в столбце образуютэлектрически соединенную шину. Каждую шину можно представить в виде трубы, которая образована из серии Т-образных соединений, скрепленных друг с другом. Если вода входит в одно из соединений, вся труба заполняется водой и можно вывести воду из любого другого соединения. Шины одной секции не находятся в электрическом контакте с шинами противоположной секции, поскольку они разделены центральной полосой. Многие макетные платы с обеих сторон имеют две шины, которые тянутся по всей длине платы и, как правило, используются для питания компонентов. Канавка посередине макетной платы используется для подключения интегральных микро-схем. Многие макетные платы можно наращивать, соединяя друг с другом, что позволяет создавать большие схемы. Прототипы, созданные с помощью этих плат, не могут быть очень быстрыми, так как контакты, небольшие мощности и проводные соединения ограничивают скорость цепей до максимального значения 10/20 МГц.

Рис. 3.5. Пять отверстий каждого ряда (Б) макетной платы сравнимы с серией U-образных соединений (А). По краям платы расположены контактные шины, Rail, (В)

Для выполнения соединений можно использовать:

• Электрические кабели с жесткой сердцевиной – мы должны отрезать их до нужного размера и зачистить на концах. Диаметр проводадолжен быть соответствующего размера, потому что слишком большой может повредить контакты макетной платы, а слишком маленький может не обеспечить контакт.

• Перемычки – гибкие кабели с обработанными концами. Вы можете их купить или сделать самостоятельно.

Соединения, выполненные запутанными и пересекающимися проводами, способствуют возникновению неполадок и делают схему сложной для восприятия. Схемы, построенные на макетной плате, очень нестабильны и чувствительны: достаточно небольшого прикосновения лапы кота или взмаха крыла бабочки, чтобы вывести из строя цепь. Чем длиннее провода и чем беспорядочнее они пересекаются, тем более вероятно странное поведение схемы.

Для облегчения соединения проводов каждый столбец имеет номер, а каждой строке присваивается буква. Строки первой секции обозначаются буквами от А до Е, строки второй секции – от F до J. Full версия макетной платы имеет семьдесят столбцов. Чтобы определить, куда подключать компоненты, достаточно вспомнить принципы игры в морской бой: «Подключите резисторы в отверстия А1 и А7».

От схемы до макетной платы

Теперь давайте создадим нашу первую простую схему, образованную светодиодом и резистором, которую мы назовем «Привет, мир»[3]. Приведем некоторые простые наблюдения.

• Электрическая схема цепи не соответствует реальной электрической цепи.

• Компонент может отличаться от своего символа (поэтому есть техническое описание).

• В электрической схеме не учитываются размеры и пропорции.

• В электрической схеме очень важны типы соединения между компонентами.

Схема, которую мы хотим создать, показана на рисунке 3.6: светодиод подключен к батарейке с резистором.

Рис. 3.6. Электрическая схема «Привет, мир»

Мы уже произвели расчеты для этой схемы в первой главе, поэтому мы знаем, что необходимые детали это:

• 1 красный светодиод;

• 1 резистор с сопротивлением 390 Ом;

• 1 батарейка с напряжением 9 В;

• 1 зажим для батарейки с напряжением 9 В;

• 1 полноразмерная макетная плата с двумя шинами питания;

• 2 перемычки для соединений или 2 отрезка электрического провода длиной несколько сантиметров; провода для соединения должны быть зачищены с обоих концов на 10 мм.

Цепь в данном случае очень проста, поскольку она имеет один контур. Если бы схема была более сложной, я посоветовал бы попытаться расположить компоненты на столе или нарисовать их на листе бумаги, чтобы найти оптимальное расположение компонентов, которое, как мы уже видели, имеет мало общего с реальной электрической схемой. Давайте посмотрим, что нужно сделать, чтобы включить светодиод.

1. Положим макетную плату на рабочую поверхность.

2. Берем резистор с сопротивлением 390 Ом, который различим по цветным полосам: оранжевая, белая, коричневая и золотая.

3. Вставляем выводы резистора в отверстия D5 и D9. Резистор не имеет полярности, поэтому не имеет значения, в каком направлении его подключать.

4. Возьмем красный светодиод и подключим катод в отверстие ЕЮ и анод в отверстие Е9, в том же столбце, где подключен вывод резистора. Короткий вывод является катодом (отрицательным выводом). Мы можем определить анод и катод, наблюдая светодиод через стеклянную оболочку: анод – это вывод более тонкой формы, катод напоминает своего рода клюшку для гольфа.

5. Берем перемычку или отрезок проволоки длиной в несколько сантиметров, зачищенный на концах, и вставляем один конец в отверстие А5, а другой в шину питания + (помечена красной линией).

6. Берем вторую перемычку, вставляем один конец в А10, а другой в шину питания – (помечена синей линией).