Электроника для начинающих

Если присутствуют два контура, которые требуют двух различных напряжений питания (например, 5 В и 12 В) или двойные (например, +5 В и −5 В), тогда подсоедините одну «красную» линию к соответствующему напряжению, а другую «красную» линию ко второму напряжению, затем соедините между собой синюю линию между отрицательными источниками питания с одного и другого края. Схема может использовать различные напряжения, от нескольких источников питания. Например, вы можете использовать «Ардуино», которая требует питание 5 В, а чтобы управлять галогенными лампами или двигателями, может потребоваться 12 В или больше. В этом нет ничего странного или опасного. Единственная мера предосторожности, которую необходимо соблюдать – это соединить вместе все отрицательные провода

(черные провода) из различных источников питания. Это очень важно, так как напряжение, будучи разностью потенциалов, должно иметь общую отрицательную шину. Если мы этого не сделаем, то схема не будет работать или будет наблюдаться ее странное поведение.

Рис. 3.12.

В схемах, где требуется только одно напряжение питания, можно подключить одним проводом шины питания по бокам платы. Когда напряжение питания разное, общей должна быть только отрицательная шина

Иногда в электронных схемах заземление на корпус не упоминается напрямую и, вместо того, чтобы подсоединять все точки, используется символ заземления для каждой точки. Когда мы строим цепь, мы должны убедиться в том, что соединили друг с другом все точки, отмеченные символом заземления. Масса эквивалентна отрицательному источнику питания, иногда обозначается как 0 В, это наследие прошлого, когда электрические цепи помещали в металлический корпус, соединенный с отрицательным источником питания.

Рис. 3.13.

В цепи слева заземления на корпус обозначены отдельно соответствующим символом. В цепи справа символы заземления обозначены соединениями

Сглаживающие конденсаторы

Чтобы смягчить любые помехи, которые могут циркулировать в линиях питания, на границе с линиями питания присоединяют небольшие конденсаторы в 100 нФ. Лучше использовать электролитический конденсатор от 50 или от 100 мкФ надлежащего напряжения. Этот конденсатор заглушает колебания напряжения, которые могут возникнуть во время работы схемы. Конденсаторы в 100 нФ также помещают рядом с выводами источников питания каждой интегральной схемы. Недавно я помог своему другу Роберто Алфиери, кино-продюсеру и эксперту в дронах, закончить его последнее творение. Роберто подключил дисплей для отображения параметров полета, но через несколько секунд на нем начали отображаться странные символы. Сначала мы подумали, что проблема в самой программе, и, соответственно, были внесены поправки, мы добавили паузы и проверку символов, но улучшений не наблюдалось. После поиска в интернете мы нашли некоторые подсказки, которые указывали на проблемы с электрическими помехами. Для их устранения мы подсоединили конденсатор к линиям питания дисплея. Сначала мы были настроены скептически, но дисплей начал функционировать бесперебойно.

Подумать, прежде чем действовать

Это правда, что макетные платы облегчают создание прототипов, к ним легко присоединять и удалять компоненты, но лучше сначала немного подумать, до того, как приступить к работе с железом. Прежде чем начать строить схему, рассмотрим компоненты, как они подключаются к питанию и каково их наилучшее расположение. Не обязательно четко следовать предложенной электрической схеме, попытайтесь поразмыслить и рассмотреть реальные компоненты схемы: разложите их на рабочем столе и нарисуйте схему на листе бумаги, стараясь найти наилучшее расположение соединений. Существуют также программы для проектирования расположения компонентов на макетных платах. Самой известной из них является Fritzing, с ней мы столкнемся в следующих главах.

Некоторые решения для соединения

Давайте рассмотрим некоторые решения для соединения.

• Последовательное соединение двух компонентов – у нас есть два резистора, мы должны последовательно соединить их на макетнойплате. Проверяем, что выводы двух резисторов, находящихся в контакте, расположены в одном и том же столбце контактов. На приведенном ниже рисунке показано правильное последовательное соединение.

Рис. 3.14. Два резистора, последовательно соединенных на макетной плате

Параллельное соединение компонентов – мы можем иметь элементы одинаковой или разной длины. В последнем случае необходим небольшой мостик для реализации параллельного соединения. Увеличение числа контактов – каждый столбец платы имеет только пять отверстий. Если в одном узле нам необходимо большее количество контактов, мы можем соединиться с соседним столбцом с помощью мостика, чтобы удвоить количество точек подключения. Использование интегральных схем – чипы подключаются вдоль центральной разделительной канавки, и к ним следует добавить конденсатор, соединенный с выводами подачи электропитания.