ブレッドボード-みんなのための電子デザイナー

こんにちは、Habr!

少し前まで、 Arduinoについて記事がここで雷鳴になり、コメントにホリバーが生まれました。 多くのArduinoサポーターは、余暇時間と遊びを多様化するために、点滅するLEDのようなものを集めたいだけだと彼らは言いました。 しかし、彼らはボードのエッチングとはんだ付けに煩わされたくありません。 代替手段の1つとして、同志dedskyZnatokデザイナーに言及しましたが、彼の能力はキットに含まれるパーツセットによって制限され、デザイナーはまだ幼稚です。 別の代替手段を提供したいと思います-いわゆるブレッドボード、はんだ付けせずに取り付けるためのブレッドボード。

注意、たくさんの写真。





それは何で、何を食べますか



このようなボードの主な目的は、さまざまなデバイスのプロトタイプを設計およびデバッグすることです。 このデバイスは、2.54 mm(0.1インチ)のピッチの穴の巣で構成されています。この(またはその倍数の)ピッチで、ほとんどの最新の無線コンポーネントに結論があります(SMDはカウントしません)。 開発ボードにはさまざまなサイズがありますが、ほとんどの場合、これらは同じブロックで構成されています。

画像

ソケットの電気接続図を右の図に示します。各列の5つの穴(この場合は30)は互いに電気的に接続されています。 左側と右側に2本の電力線があります。ここでは、列のすべての穴が相互接続されています。 中央のスロットは、DIPパッケージの超小型回路の取り付けと便利な抽出用に設計されています。 回路を組み立てるには、工場にジャンパーのないボードを手に入れたので、無線コンポーネントとジャンパーを穴に挿入します。金属製のステーショナリークリップから作成し、ステープラーのステープルから小さなもの(隣接するソケットを接続するため)を作成しました。

ボードが大きいほど、機能が大きいように見えるかもしれませんが、これは完全に真実ではありません。 誰か(特に初心者)がボードのすべてのセグメントを占有するデバイスを組み立てるという非常に小さなチャンスです。ここには同時にいくつかのデバイスがあります-はい。 たとえば、ここでは、マイクロコントローラーの電子点火、トランジスタのマルチバイブレーター、LCメーターの周波数発生器を収集しました。





それであなたはそれについて何ができますか?



記事のタイトルを正当化するために、いくつかのデバイスを引用します。 挿入する内容と場所の説明が画像に表示されます。

かけがえのない部品




以下に説明する回路の1つを組み立てるには、ブレッドボードタイプのボードとジャンパのセットが必要です。 さらに、適切な電源、最も単純な場合はバッテリーを使用することが望ましく、その接続の利便性のために、特別な容器を使用することをお勧めします。 電源を使用できますが、この場合、PSUはバッテリーよりもはるかに高価なので、注意して何も燃やさないようにする必要があります。 その他の詳細については、回路自体の説明で説明します。



LED接続


最も単純な設計の1つ。 回路図では、次のように描かれています。



必要な詳細のうち、低電力LED、任意の300Ω-1kΩ抵抗器、4.5-5V電源。 私の場合、430オームの強力なソビエト抵抗器(最初に手に入れたもの)(抵抗器自体の碑文K43で示されているように)、および電源として-容器に3本の指型(AA型)電池:合計1.5V * 3 = 4 5B。

ボード上では、次のようになります。



バッテリーは赤(+)と黒(-)の端子に接続され、そこから電力線へのジャンパーが伸びています。 次に、抵抗がマイナスラインからソケットNo.18に接続され、LEDがカソード(短い脚)によって同じソケットに接続されます。 LEDの陽極は正のラインに接続されています。 スキームの動作原理については説明しません。オームの法則について説明します。遊びたいだけなら、これは必要ありませんが、それでもなお興味深い場合は、Googleに問い合わせてください



リニア電圧レギュレータ


多分これはかなり急激な移行です-LEDから超小型回路への移行ですが、実装に関しては問題はありません。

したがって、このようなLM7805マイクロ回路(または7805)があり、7.5Vから25Vの電圧が供給され、出力に5Vが得られます。 他にも、たとえばチップ7812-12Vがあります。 彼女の包含スキームは次のとおりです。



コンデンサは電圧を安定させるために使用され、必要に応じて省略できます。 これは人生でどのように見えるかです:



そしてクローズアップ:



ピン番号は、マーキング側から見た場合、左から右です。 写真では、マイクロ回路のピン番号は、ブラッドボードコネクタの番号と一致しています。 赤い端子(+)は、マイクロ回路の最初のレグ(入力)に接続されています。 黒の端子(-)は、負の電力線に直接接続されています。 マイクロ回路の中央レッグ(一般、GND)もマイナスラインに接続され、3番目のレッグ(出力)はプラスラインに接続されています。 ここで、端末に12Vを印加すると、電力線に5Vが必要になります。 12Vの電源がない場合は、9Vの「Krona」バッテリーを取り出して、上の写真に示されている特別なコネクターを介して接続できます。 私は12V電源を使用しました:



入力電圧の値に関係なく、それが上記の制限内にある場合、出力電圧は5Vになります。



結論として、すべてが規則に従っているように、コンデンサを追加します。





ゲートパルス発生器


そして今、別のチップを使用する例ですが、最も標準的なアプリケーションではありません。 チップ74HC00または74HCT00は、製造元に応じて、名前の前後にさまざまな文字が使用される場合があります。 国内アナログ-K155LA3。 この超小型回路内には4つの論理要素「NAND」(たとえば「NAND」)があり、各要素には2つの入力があり、それらを一緒に閉じると要素「NOT」が得られます。 ただし、この場合、ロジックエレメントは「アナログモード」で使用されます。 ジェネレーター回路は次のとおりです。



エレメントDA1.1とDA1.2は信号を生成し、DA1.3とDA1.4は明確な長方形を形成します。 発電機の周波数は、コンデンサと抵抗の値によって決定され、式f = 1 /(2RC)によって計算されます。 スピーカーをジェネレーターの出力に接続します。 5.6 kOhmの抵抗器と33 nFのコンデンサを使用すると、約2.7 kHzのキーキー音が得られます。 これはどのように見えるかです:



5Vは、以前に組み立てられた電圧レギュレータからの写真の上部の電力線に接続されています。 組み立てを容易にするために、化合物の口頭での説明を提供します。 セグメントの左半分(写真の下):

コンデンサはスロット1と6に取り付けられます。

抵抗-No. 1およびNo. 5;

ジャンパーは次のソケットの間に取り付けられます。

1番と2番。

3番と4番。

4番と5番。

No. 7およびマイナスの供給ライン。

セグメントの右半分(写真の上部):

ジャンパーは次のソケットの間に取り付けられます。

2番と3番。

3番と7番。

5番と6番。

No. 1および「プラス」栄養。

No. 4および「プラス」ダイナミクス。

さらに:

左右半分のコネクタNo. 6間のジャンパ。

-左右の「マイナス」線の間;

-マイナスパワーと「-」ダイナミクスの間。

写真のように超小型回路が取り付けられています-左半分の最初のコネクタの最初の脚。 超小型回路の最初の脚は、いわゆるキー-円(写真のように)または端にある半円形の切り欠きによって識別できます。 DIPパッケージの残りのICレッグには反時計回りに番号が付けられています

すべてが正しく組み立てられている場合、電源が投入されるとビープ音が鳴ります。 抵抗とコンデンサの値を変更すると、周波数の変化に追従できますが、抵抗が非常に大きい場合や容量が小さすぎる場合、回路は機能しません。

ここで、抵抗値を180 kOhmに変更し、コンデンサを1 mkFに変更します。カチカチという音がします。 アノード(長い脚)を右のラグの4コネクタに接続し、カソードを抵抗300Ω-1kΩを介して電源マイナスに接続することにより、スピーカーをLEDに置き換えます。このように点滅するLEDが表示されます。



そして、同じジェネレーターをもう1つ追加して、次のスキームを取得します。



DA1のジェネレーターは、低周波信号〜3Hz、DA2.1-DA2.3-高周波〜2.7kHz、DA2.4-それらを混合する変調器を生成します。 これは、設計がどのようになるかです。



接続の説明:

セグメントの左半分(写真の下):

コンデンサC1はスロット1と6に取り付けられます。

コンデンサC2-No. 11およびNo. 16。

抵抗R1-No. 1およびNo. 5。

抵抗R2-No. 11およびNo. 15。

ジャンパーは次のソケットの間に取り付けられます。

1番と2番。

3番と4番。

4番と5番。

11番と12番。

13番と14番。

14番と15番。

No. 7およびマイナスの供給ライン。

No. 17およびマイナス電力線。

セグメントの右半分(写真の上部):

ジャンパーは次のソケットの間に取り付けられます。

2番と3番。

3番と7番。

5番と6番。

4番と15番。

No. 12およびNo. 13。

No. 12(13)およびNo. 17。

No. 1および「プラス」栄養。

11番と栄養の「プラス」。

No. 14および「プラス」ダイナミクス。

さらに:

左右半分のコネクタNo. 6間のジャンパ。

左半分と右半分のコネクタ番号16間のジャンパ。

-左右の「マイナス」線の間;

-マイナスパワーと「-」ダイナミクスの間。

DA1チップは、前のケースと同じ方法で取り付けられます-左半分の最初のコネクタの最初の脚。 2番目のマイクロサーキット-コネクタ番号11への最初の脚。

すべてが正しく行われている場合、電源が投入されると、スピーカーは毎秒3つのピークを発し始めます。 同じコネクタにLED(並列)を接続し、極性を観察すると、クールな戦闘機からのクールな電子ギズモの音を思い出させるようなデバイスが得られます。





トランジスタマルチバイブレーター


このスキームは、昔はほとんどすべてのアマチュア無線愛好家がそのようなものを収集していたため、むしろ伝統へのオマージュです。



同様のものを組み立てるには、BC547トランジスタ2個、1.2kΩ抵抗2個、310Ω抵抗2個、22μF電解コンデンサ2個、LED2個が必要です。 容量と抵抗を正確に監視する必要はありませんが、回路に2つの同一の値があることが望ましいです。

ボード上のデバイスは次のとおりです。



トランジスタの配線は次のとおりです。

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B(B)ベース、C(K)コレクター、E(E)エミッター。

コンデンサの場合、負の出力はケースで署名されます(ソビエトのコンデンサでは「+」が署名されました)。

接続の説明

スキーム全体は、セグメントの半分(左)で組み立てられます。

抵抗R1-No. 11および「+」。

抵抗器R2-No. 19および「+」。

抵抗器R3-No. 9およびNo. 3。

抵抗器R4-No. 21およびNo. 25。

トランジスタT2-エミッタ-№7、ベース-8号、コレクタ-9号。

トランジスタT1-エミッタ-23番、ベース-22番、コレクタ-21番;

コンデンサC1-マイナス-No. 11、プラス-No. 9。

コンデンサC2-マイナス-No. 19、プラス-No. 21。

LED1-カソード-3、アノード-「+」。

LED1-カソード-25、アノード-「+」。

ジャンパー:

No. 8-No. 19;

No. 11-No. 22;

No. 7-"-";

No. 23-「-」;

電力線に4.5〜12 Vの電圧を印加すると、次のようになります。





結論として



まず第一に、この記事は「遊び回る」ことを望んでいる人を対象にしているので、回路の動作原理、物理法則などの説明はしませんでした。他の美しさ。 誰かが、ブレッドボードは複雑なスキームの作成に適していないと言うかもしれませんが、これについてはどうですか:

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さらにひどいデザインがあります。 接触不良の可能性については、通常の脚を持つ部品を使用する場合、接触不良の可能性は非常に小さいため、これは数回しかありませんでした。 一般に、同様のボードはすでに数回ここで表示されていますが、Arduinoで構築されたデバイスの一部です。 正直なところ、私はこのような構造を理解していません:

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Arduinoが必要な理由は、プログラマーを連れて、DIPケースにコントローラーをフラッシュし、ボードにインストールして、安価でコンパクトでポータブルなデバイスを入手できる場合です。

はい、導体の抵抗とトポロジーに敏感なアナログ回路はブレッドボード上で組み立てることはできませんが、特に初心者の間ではあまり見られません。 しかし、デジタル回路の場合、ほとんど制限はありません。



PS: 最初のステップを踏む人のためのチートシート



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