• Reparație
• Reparație
• Design interior
• Despre tot
• Despre instalații sanitare

Cum se utilizează placa de circuit. Cum să utilizați o placă pentru montarea fără lipire. Principalele tipuri de panouri

Salutare tuturor. Astăzi vom vorbi despre placă fără lipire sau despre panou cum o numesc burghezii. Această placă, ca să spunem așa, este inclusă în lista de instrumente obligatorii pe care ar trebui să le aibă un inginer în electronică (fie că este vorba despre un tânăr creier care tocmai face primii pași șovăitori sau despre o creație întărită și experimentată).

Cunoașterea ce sunt plăcile de prototipare, cum și unde sunt utilizate astfel de instrumente, vă va ajuta să dezvoltați și să vă configurați propriile proiecte de diverse electronice. de casă.

Primele plăci arătau astfel:

La bază au fost atașate rafturi metalice, pe care au fost fixate ulterior firele și cablurile de contact ale elementelor (pur și simplu înfășurate).

Este bine că progresul tehnologic nu stă pe loc - pentru că datorită influenței sale, putem folosi instrumente atât de minunate.

Spre deosebire de o placă fără lipire, le puteți configura (sunt mult mai ieftine și sunt realizate pe baza parametrilor necesari).

Cu toate acestea, atunci când montați pe o placă fără lipit, nu aveți nevoie de un fier de lipit / de lipit. În plus, veți evita dificultățile asociate cu deslipirea pieselor de pe suprafața plăcii.

regulă bune maniere, și bunul simț, întotdeauna a existat și rămâne prototipuri circuite electronice. Este important să știți cum se va comporta dispozitivul cu anumiți parametri specifici înainte de a asambla dispozitivul finit.

În plus, folosind o placă fără lipire, puteți verifica performanța noilor componente și componente radio.

Luați în considerare structura unei plăci fără lipire

Să ne uităm la desenul tablei. Este format din rânduri de plăci metalice (șine).

Șinele, la rândul lor, constau din cleme în care sunt instalate „picioarele” componentelor radio. Toate cele 5 găuri la rând sunt conectate împreună.

Acum să ne îndreptăm atenția către două dungi verticale / orizontale (depinde în ce poziție să privim), care sunt situate separat (de-a lungul marginilor) - acestea sunt plăcile de alimentare. Toate cuiburile unei plăci lungi sunt conectate între ele.

Canelura centrală izolează părțile laterale ale plăcii. Lățimea acestei benzi este fixată de standard. Vă permite să instalați circuite DIP în așa fel încât fiecare pin să fie instalat pe o șină separată și vă permite să conectați până la 4 pini externi.

Plăcile sunt marcate cu secvențe alfabetice și numerice. Aceste denumiri vă ajută să navigați atunci când instalați componente pentru a exclude conexiunile eronate (care pot duce la nefuncționarea circuitului sau la defectarea pieselor individuale).

De asemenea, produc plăci care sunt realizate pe standuri separate cu terminale speciale de prindere. Sunt folosite pentru a conecta sursa de alimentare la placă.

Dacă acordați atenție, unele plăci au caneluri și proeminențe speciale (sunt situate pe laterale). Cu ajutorul lor, puteți combina plăci și puteți crea o suprafață de lucru de orice dimensiune.

De asemenea, pe unele plăci se aplică pe spate o bază autoadezivă.

Figura arată o modalitate de a „alimenta” placa de la Arduino.

Dacă întâlniți o placă cu terminale de alimentare, trebuie să le conectați la liniile de pe placa folosind conductori (jumperi). Terminalele nu sunt conectate la nicio linie. Pentru a conecta un fir la un terminal, scoateți (deșurubați) capacul de plastic și puneți capătul firului în orificiu. Reinstalați capacul. De obicei se folosesc două terminale: pentru alimentare și pentru masă.

Acum problema rămâne mică, conectăm o sursă de alimentare externă. Acest lucru se poate face cu:

• săritori;

• „crocodili” sau fire obișnuite;

• module stabilizatoare de putere care sunt produse pentru plăci fără lipire.

Vă mulțumim pentru atenție. De continuat 🙂

Așadar, prima lecție de laborator - „Asamblarea circuitelor electronice simple bazate pe microcircuite cu un grad scăzut de integrare” - câteva exerciții practice pentru a vă familiariza cu elementele de bază ale logicii digitale:
- familiarizarea cu panourile și elementele de circuite de bază (LED-uri, diode, condensatoare etc.),
- operații de bază ale algebrei booleene în execuție fizică,
- elemente logice (porți),
- dinamică sub forma unui cronometru simplu,
- dispozitive de ieșire elementare (afișaj cu diode)

declanșatoarele (flip flops) de la prima cunoștință au căzut și au fost lăsate pentru vremuri mai bune.

Ipoteze de intrare despre obiectele de învățare:
- aveți amintiri vagi despre elementele de bază ale electrodinamicii din cursul curriculum-ului școlar (tensiune plus sau minus, fluxuri de curent, puteți adăuga rezistență)
- au o bună înțelegere a cel puțin a elementelor de bază ale matematicii discrete (algebra booleană) și ale programării (gândirea procedurală), astfel încât, după promovarea exercițiilor introductive, să simtă intuitiv că pot fi construite sisteme discrete mari de orice complexitate din simplul prezentat; elemente fizice ale logicii, în care au fost deja implementate idei abstracte complexe care pot fi formulate în limbajul logicii.

De fapt, munca de laborator

1. Detalii principale— panou, diode și LED-uri

Placa de breadboard vă permite să creați circuite electronice de orice configurație fără utilizarea unui fier de lipit - pur și simplu prin lipirea picioarelor elementelor circuitului în găurile plăcii. Acest lucru este posibil datorită modului în care aceste găuri sunt conectate în interior sub plastic prin conductori. De-a lungul marginilor există dungi orizontale cu plus și minus pe toată lungimea plăcii - dacă conectați firul de la baterie (de exemplu, plus) într-una dintre găuri oriunde, plus va fi alimentat pe toată lungimea acestui bandă și vă puteți „alimenta” din ea prin introducerea firului în orice altă gaură a aceleiași benzi orizontale.

Baza plăcii este o succesiune de benzi conductoare verticale (dacă te uiți la fotografia de mai jos) cu cinci găuri deasupra fiecăreia. Dacă lipiți două fire în două găuri deasupra aceleiași benzi verticale, acestea vor fi conectate într-un lanț (la fel ca și răsucirea directă a picioarelor). Două benzi adiacente nu sunt conectate în niciun fel, așa că prin lipirea unui capăt al elementelor într-o bandă verticală și lipirea celorlalte capete ale acelorași elemente în altele, puteți construi circuite seriale de orice configurație. După aceea, un plus este furnizat de la banda orizontală cu un plus la una dintre benzile verticale prin cablare și cu dungi orizontale cu un minus, un minus este furnizat unei alte părți a circuitului printr-un alt cablaj și întregul circuit începe să funcționeze.

Dacă nu este foarte clar acum, totul va deveni clar după primul experiment cu LED-ul.

Pentru direcția curentului din diagrame, se obișnuiește să se ia direcția de la plus (+) la minus (-).

Notă: nu confundați direcția curentului „convențional” (de la plus la minus) cu direcția fluxului fizic de electroni care merg de la minus la plus - adică. în sens invers - în unele literaturi (inclusiv în cartea tron.ix într-una din primele imagini - de unde și observația) - se folosește direcția fluxului de electroni, în cealaltă - direcția „convențională” a curentului - acest lucru se datorează tradițiilor și altor nuanțe - circuite electrice este mai convenabil să citiți folosind direcția „convențională” plus->minus, așa că o vom folosi peste tot.

O diodă este un conductor care trece curentul într-o singură direcție - de la plus (+) la minus (-) și nu trece de la minus (-) la plus (+). În diagrame, dioda este indicată printr-o săgeată sprijinită pe o linie verticală, săgeata indică direcția curentului permisă de diodă. Se numește piciorul diodei, care în modul de trecere curent trebuie să fie conectat la plus anod, care spre minus - catod.

Un LED este aceeași diodă, doar în modul de transmisie curent (când se aplică un plus anodului și un minus catodului), strălucește cu un bec, iar în modul netransmisie nu strălucește. În diagramă, LED-ul este indicat și ca o diodă convențională, doar săgeata este încercuită. Anodul LED-ului este un picior lung (i se aplică un plus), catodul este scurt (de obicei îl conectăm la un minus). Pe toate diagramele din laborator - în fotografie și video - piciorul lung este în stânga, iar cel scurt este în dreapta.

2. Determinarea valorilor booleene TRUE / FALSE pe secțiunea selectată a circuitului — LED ca indicator al valorii curente

Variabilele booleene sunt determinate de nivelul de tensiune din secțiunea circuitului din care luăm valoarea. Pentru TRUE=1=HIGH acceptăm valoarea plus (+) ("tensiune HIGH"), pentru FALSE=0=LOW acceptăm minus (-) sau masă ("tensiune LOW").

Pentru a verifica personal valoarea booleană curentă în zona selectată, puteți utiliza LED-ul - conectați anodul (piciorul lung) până la punctul de citire a valorii și conectați catodul (piciorul scurt) la minus. Dacă se aplică un plus (+) punctului de conectare a anodului, de ex. valoarea citită trebuie să fie TRUE, curentul va curge de la anod la catod prin LED și lumina acestuia se va aprinde. Dacă există un minus sau masă la punctul de conectare a anodului, curentul nu va curge, lumina nu se va aprinde - valoarea luată este FALSĂ.

Notă: Nu este recomandat să conectați LED-ul direct la baterie fără o rezistență intermediară sau dacă rezistența conectată este prea mică, deoarece în caz contrar, se poate arde din cauza unui curent prea mare pentru care nu a fost proiectat (o vreme va străluci, dar se va încinge foarte mult și în cele din urmă se va arde). Cu o rezistență de 500 ohmi (care anterior era aleasă drept „mai slabă”), nimic nu amenință LED-ul.

Sarcina în audiență: desenați o diagramă de conexiuni cu LED-uri pe placă și cereți grupului să o implementeze pe panouri. În acest moment, se dezvăluie imediat o nuanță specifică lucrului în public. Există două imagini în cartea tron.ix pentru fiecare exercițiu - una arată diagrama de conexiune logică, a doua arată o placă cu găuri și toate elementele necesare pentru a putea vedea ce picioare sunt blocate unde etc. Stând acasă cu o carte, este mai ușor să te uiți la a doua imagine și să repeți pur și simplu desenul din carte pe o placă live. În publicul cu o cantitate mare o persoană nu rulează acest truc în niciun fel - o imagine fotorealistă distinctă a unei plăci cu toate găurile și cu toate elementele blocate într-o grămadă este destul de dificil de desenat pe tablă cu un marker, deci este mai ușor să desenezi schema circuitului, iar studenții înșiși se aprofundează deja în modul de a realiza întruchiparea sa fizică pe o placă. Prima sarcină cu un LED simplu și rezistență a durat aproximativ 10 minute. aceasta a fost prima cunoaștere cu dispozitivul plăcii (diagrama de conectare a găurilor din interiorul plăcii în timpul primei sarcini, apropo, nu poate fi ștearsă de pe placă) și o a doua întâlnire cu elementele de bază ale electrodinamicii după o lungă perioadă de timp. separare - de exemplu, unii oameni au decis mai întâi să pună picioarele LED-ului direct în găurile benzilor pentru alimentare (ambele în plus), dar după câteva clarificări și clarificări, toată lumea a intrat în subiect și în următoarele sarcini , procesul de conversie a unui circuit logic într-un circuit fizic era deja mult mai distractiv.

3. Tabelul de adevăr și operatorul SAU
După cum sa arătat în exercițiul anterior, ca variabile , care poate lua valori booleene TRUE/FALSE, putem lua anumite zone lanțuri – pentru că V conditii diferite tensiunea pe aceeași secțiune poate fi atât HIGH (+) cât și LOW (-) - de unde termenul " variabil„ - posibilitatea atribuirii unei valori.

Mai mult, dacă construim o combinație de elemente electrice (cum ar fi diode, rezistențe etc.) între două secțiuni ale circuitului, această combinație intermediară (sau circuit) poate afecta ce valoare va fi luată în a doua (secțiunea de ieșire) a circuitului. circuit, în funcție de valoarea curentului pe secțiunea de 1 m (intrare) a circuitului. Acestea. acest circuit intermediar convertește, în esență, una sau mai multe valori de pe piciorul de lanț de intrare într-o nouă valoare pe piciorul de lanț de ieșire conform unei anumite reguli. Deoarece valorile pe toate secțiunile (de intrare și de ieșire) pot lua valoarea TRUE / FALSE, adică sunt booleene variabile , putem lua circuitul convertor intermediar ca fiind normal boolean operator (și anume, pentru implementarea sa fizică).

În matematica discretă, orice operator este dat de tabelul său de adevăr, care listează toate combinațiile posibile de valori ale parametrilor variabili (pentru două variabile de intrare: 11, 10, 01, 00) și indică valoarea rezultatului acțiunii operatorului. pentru fiecare dintre combinații (pentru două variabile de intrare, vor fi 4 valori de unu și zero).

După cum sa indicat la început - se presupune că publicul ar trebui să fie familiarizat cu cel puțin conceptele de bază ale matematicii discrete, care includ tabele de adevăr - această presupunere a fost confirmată în audiență - nu a fost necesar să se explice mult timp ce anume tabelul de adevăr este - totul și erau deja conștienți de asta.

Ca prim exemplu, luați în considerare implementarea fizică a operatorului boolean elementar SAU. Diagrama sa schematică arată astfel:

Puteți afla cum arată tabelul său de adevăr găsind definiția acestui operator într-un manual de matematică discretă sau prin asamblarea circuitului de mai sus pe o placă - pentru a seta valori pentru variabilele de intrare - parametrii A și B, puteți afla lipiți firele corespunzătoare A și B în compartimente (+) (ADEVĂRAT= 1) sau (-) (FALSE=0), în timp ce rezultatul acțiunii operatorului asupra secțiunii lanțului Q va fi văzut din starea curenta LED roșu (aprins - operatorul a returnat Q=TRUE=1, stins - Q=FALSE=0). Desigur, vom folosi a doua opțiune.

Cometariu: De ce se întâmplă acest lucru fizic? acest caz este destul de simplu de înțeles - atunci când anodul oricăreia dintre diodele de intrare este conectat la pozitiv (A=1 sau B=1), circuitul se închide și o tensiune diferită de zero este aplicată punctului Q (la care Este conectat și anodul LED) - lumina este aprinsă - Q=HIGH=TRUE . Dacă niciunul dintre anozii A și B nu este conectat la pozitivul (+) (adică A = 0 = FALS și B = 0 = FALS), nu există de unde să ia tensiunea din circuit. zona cu plus este complet izolata - de aceea becul nu poate fi aprins si Q=LOW=FALSE. Dar nu cred că este necesar să ne concentrăm aici pe acest mecanism și pe următoarele diagrame în timpul orelor de clasă, pentru că. creierul elevilor în acest moment este ocupat să absoarbă și să asimileze informații pe care operatorii booleeni familiari lor din matematică discretă și programare se pot comporta la fel ca becurile vii din circuitul pe care tocmai le-au asamblat din mai multe fire, adică. da aceleasi tabele de adevar. Prin urmare, este mai important să se concentreze atenția tocmai pe observarea posibilității fundamentale a existenței punctului de tranziție „fizica în fața electrodinamicii” -> „abstracția matematicii discrete”. O scufundare suplimentară în electrodinamică poate deteriora acest proces sau, în cele din urmă, pur și simplu nu va fi percepută așa cum ar trebui să fie - o explicație a detaliilor mecanismului acestui proces poate fi lăsată pe muncă independentă, pentru o lecție separată mai târziu sau rețineți în cazul unor întrebări suplimentare din partea publicului (dacă dintr-o dată cineva învață încă destul de repede informații noi și dorește explicații suplimentare).

4. operator ȘI
Aproape nimic nou în comparație cu exercițiul anterior - doar construiți un operator ȘI conform schemei.

Cometariu: Pdespre fizica procesului - dacă închidem unul dintre catozi (A sau B) la minus (-), curentul va curge direct de la plus la minus prin secțiunea de rețea prin dioda corespunzătoare și către secțiunea de rețea Q ( cu această configurație se dovedește a fi conectat în paralel cu dioda) forțează ca curentul să fie pur și simplu „nu este suficient” pentru a aprinde becul (adică, setați Q=TRUE). când secțiunile de circuit sunt conectate în paralel, curentul este distribuit invers proporțional cu valoarea rezistențelor interne ale acestor secțiuni (de exemplu, dacă una dintre diode este conectată printr-o rezistență individuală, atunci focalizarea nu va funcționa - curentul va curge prin ambele canale).

Cometariu:în sala de clasă - atunci când construiți un circuit, este de dorit să îl potriviți în jumătatea stângă a plăcii, deoarece în continuare îl vom folosi pentru operatorul NAND compus.

Revenind la analogiile interfețelor de intrare-ieșire și a cutiilor negre - tranzistorul este doar un exemplu de astfel de cutie, al cărei dispozitiv este practic necunoscut nouă. Dacă totul este mai mult sau mai puțin intuitiv cu rezistențe sau diode - munca lor se poate baza, de exemplu, pe proprietățile fizice și chimice ale conductivității materialelor din care sunt fabricate, atunci logica comportamentului tranzistorului ar trebui evident implementată. prin niște mecanisme și combinații mai complicate de materiale. Dar pentru a-l folosi în cadrul cursului, nu este necesar să ne aprofundăm în acest dispozitiv în general (și nu vom face acest lucru) - este suficient să știm că trebuie aplicat un plus colectorului, un minus la emițător, iar conductivitatea poate fi activată / oprită plus sau minus pe bază.

Cometariu: Pdespre fizica procesului - aproape similar cu un circuit AND - dacă baza este pe minus (A=FALSE), tranzistorul este închis, curentul poate curge doar prin secțiunea Q cu dioda - Q=ADEVĂRAT. Dacă baza este conectată la pozitiv (A=TRUE), curentul începe să circule prin tranzistor, puterea sa nu mai este suficientă pentru secțiunea Q conectată în paralel - obținem Q=FALSE.

Cometariu:în public - pCând construim un circuit NOT, nu dezasamblam circuitul AND din exercițiul anterior - construim NOT pe partea dreaptă a plăcii, deoarece în exercițiul următor, vom face un operator NAND compus din ele.

6. Combinarea elementelor logice într-un circuit logic — operator NAND ca AND+NOT
Un exercițiu foarte simplu, important din punct de vedere tehnic și conceptual, este să combinați două declarații într-o singură declarație compusă, prin alimentarea ieșirii unei declarații cu intrarea alteia. Introducem firul „A” de la operatorul NOT în orificiul de pe subrețeaua de ieșire „Q” a operatorului AND (catod LED roșu AND) - a primit operatorul NAND - parametrii de intrare - firele „A” și „B” de la operator AND, rezultatul de ieșire este un LED verde „Q” al operatorului NOT. Lăsăm indicatorul LED roșu intermediar de la operatorul AND pentru claritate - la modificarea valorilor parametrilor de intrare A și B, LED-urile roșii și verzi trebuie să fie întotdeauna în antifază (doar unul dintre ele este aprins).

(Publicul a combinat OR și NU în NOR, dar pentru o tranziție lină la următorul exercițiu cu modulul 4011, este mai bine să faceți NAND)

Puteți face o pauză aici.

7. Introducere în modulele logice digitale — 4 operatori NAND în interior modulul 4011
Un nou element conceptual important este modulul logic digital (poarta logica) folosind ca exemplu poarta 4011, care contine 4 operatori logici digitali NAND in interior - de aceasta data este o cutie neagra in sensul literal - o cutie neagra dreptunghiulara pe toate laturile (cu excepția inscripției argintii ) cu picioare proeminente care se potrivesc perfect în placa (dacă nu uitați de nuanța pachetului DIP) - unele dintre ele sunt o interfață de intrare, altele sunt o interfață de ieșire.

Evident, astfel de module logice ar trebui să faciliteze foarte mult viața circuitelor, deoarece. ridicați-l cu un nivel mai sus în ierarhia simplificării abstracțiilor - pentru a vedea acest lucru, este suficient să comparăm dimensiunea elementului 4011 (care conține 4 operatori NAND) și schema unui operator NAND, pe care am asamblat-o manual mai sus. Pentru a utiliza un modul logic gata făcut, este suficient să vă uitați la diagrama sa schematică și să aflați care picioare sunt responsabile pentru ce.

În cazul lui 4011, pentru a utiliza, de exemplu, primul operator NAND din 4 disponibil, puteți conecta firele de intrare A și B la pinii 1 și, respectiv, 2 și firul de ieșire Q la pinul 3 (bine , alimentarea cu energie - minus (-) la pinul 7, plus (+) pe piciorul 14) - tabelul de adevăr pentru Q va arăta efectul operatorului NAND exact ca în exemplul anterior.

(la sfârșitul videoclipului, o mică pată - ultima linie trebuie scrisă „0, 0, 1” în loc de „1, 1, 1”)

Este clar că un număr mare de astfel de elemente logice au fost create pentru toate ocaziile (de la operatori logici de bază la generatoare de impulsuri precum 555 sau un driver de afișare cu 7 segmente 4511) - ca și în cazul lui 4011, pentru a le utiliza, nu este deosebit de important să știți cum sunt aranjate în interior - doar uitați-vă la documentația despre ce și în ce circumstanțe poate fi servit și ce poate fi îndepărtat din labe. În general, analogie aproape completă cu bibliotecile de funcții sau obiecte gata făcute din lumea programării.

(Dacă nu dezasamblați NAND-ul din exercițiul AND + NOT și nu montați NAND-ul de la 4011 lângă el, atunci vă puteți asigura că becurile ambelor NAND "în cu aceleași valori de intrare ar trebui să dea la felsfârșit de săptămânăvalori, adică sistem asamblate manual de rezistențe, diode și tranzistoare, dă același rezultat ca și circuitul cusut în interiorul modulului negru 4011).

8. Temporizator cu două elemente NAND și un condensator
Și din nou important element nou- generator de semnal periodic - cronometru (Clock). Până în acest moment, toate circuitele logice asamblate au fost statice - atunci când semnalele necesare au fost aplicate subrețelelor de intrare (A și B), valoarea lor a fost convertită în mod unic printr-un lanț secvențial de operatori logici în valoarea semnalului de ieșire Q, care, fără a modifica manual valorile semnalelor de intrare (A și B) (de exemplu, împingerea manuală a firului de la plus la minus) nu se va schimba în niciun fel. Elementul „cronometru” (sau „ceas” - în tron.ix se numește Ceas, în timp ce a existat și un element special suplimentar Timer) adaugă dinamică acestui proces - valoarea semnalului de ieșire al temporizatorului se schimbă independent de la HIGH ( TRUE) la LOW (FALSE) și înapoi cu o anumită frecvență și, în același timp, o persoană nu participă în niciun fel la acest proces (nu este nevoie să împingeți firul de la plus la minus cu mâinile).

Împreună cu declanșatoarele (flip-flops - elemente care își pot „aminti” valoarea), în viitor acest lucru va permite construirea unor automate finite care vor trece secvenţial de la o stare la alta pentru fiecare „ciclu” al cronometrului.

Secvența valorilor de ieșire HIGH / LOW în fiecare moment de timp este afișată ca o linie întreruptă pe un grafic special - în viitor, astfel de grafice vor fi mai familiare în următoarele laboratoare atunci când se simulează comportamentul automatelor finite.

Cronometrul poate fi asamblat din 2 elemente NAND (preluate din elementul logic 4011) și condensatorul C1 (element nou în diagramă - vezi nota de mai jos). Condensatorul are două picioare - unul este mai lung (condiționat plus), al doilea este mai scurt (condițional în minus), dar se pare că care parte să bage condensatorul în cel puțin acest circuit nu joacă un rol special, deoarece. polaritatea lor încă se schimbă în procesul de oscilație (asta este tot scopul).

Cometariu: conform fizicii procesului - un nou element electric al circuitului, fără de care cronometrul nu ar putea funcționa - un condensator - este aranjat destul de simplu în interior - două plăci izolate una de cealaltă - dacă se acumulează o sarcină (+) pe unul dintre ele și un minus (-) este lăsat pe al doilea (adică condensatorul va taxat) și apoi conectați picioarele la diferite părți ale circuitului, curentul va curge prin circuit de la plus la minus până când sarcinile sunt egale (condensator eliberat). După descărcare, condensatorul poate fi încărcat din nou aplicând un plus pe o placă și un minus pe cealaltă. În această schemă, cu ajutorul a două elemente NAND, se organizează un proces în care condensatorul va fi încărcat constant, apoi descărcat la o anumită frecvență și astfel se va genera un impuls periodic. Când jumătate din condensatorul C1, conectat în circuit la ieșirea 3 a primului element NAND prin rezistența R1, este încărcată cu pozitiv (+), intrările 1 și 2 ale primului element NAND sunt TRUE (+) și TRUE (+). ), care la ieșirea 3 dă valoarea FALSE (-) (vezi tabelul de adevăr NAND) și astfel condensatorul are capacitatea de a deversare plusul său (+) în această secțiune negativă a circuitului prin rezistența R1. După ce sarcina pozitivă (+) a condensatorului este complet scăzută, acelea. se transformă în minus (-), intrările 1 și 2 ale primului element NAND primesc în mod logic valorile FALSE (-) și FALSE (-), ceea ce schimbă în consecință valoarea ieșirii 3 la TRUE (+) - ca rezultat, obținem că curentul curge deja în direcție opusă înapoi în condensator până când acesta REÎNCĂRCĂînapoi la plus (+) - adică ajungem la starea inițială. Și așa într-un cerc - frecvența procesului va depinde de capacitatea condensatorului (acesta este a lui caracteristici fizice) și forța de rezistență R1 (F=1/R1*C1). Puteți, ca experiment suplimentar, să înlocuiți R1 cu o rezistență cu o valoare diferită și să vă asigurați că frecvența de clipire a becului se schimbă.

Cometariu: pentru a genera un semnal periodic pe circuite, puteți folosi un modul logic special 555, dar experimentele cu acesta nu au fost incluse în laborator.

9. Dispozitiv de ieșire — afișaj LED cu șapte segmente
Ca un exercițiu de relaxare în cele din urmă - cunoașterea primului dispozitiv de ieșire "uman" - un afișaj cu diode cu șapte segmente. De fapt, aceleași becuri LED, dar prin alimentarea cu curent la segmentele dorite ale ecranului, puteți „desena” pe el toate numerele de la 0 la 9 și câteva litere.

Nu este nimic special de spus despre dispozitiv - pentru un afișaj general-anod, trebuie să aplicați un plus piciorului (anodului) comun tuturor segmentelor și minus picioarelor segmentelor dorite; pentru un afișaj catod general - dimpotrivă, pe picior (catod) comun pentru toate segmentele, minus, iar pe picioarele segmentelor dorite - plus.

Dar cred că efectul principal este produs chiar de faptul că afișajul arată pentru prima dată o modalitate de a transmite starea interioara a schemei asamblate unei persoane în forma familiară acestuia (în numere și litere care pot fi citite), adică stabilește în cele din urmă scopul către care orice circuit asamblat- faceți ceva cu dispozitivul de ieșire (o cutie neagră fără dispozitiv de ieșire este un „lucru în sine”, din care nu este clar ce folosește și de ce este nevoie).

Tuturor le-au plăcut foarte mult afișajele cu diode cu șapte segmente cu un anod comun. Chiar și în loc să se disperseze după o lecție lungă, s-a luat decizia spontană de a face din ei numele grupului „10-PM” (Matematică Aplicată 2010 anul admiterii - litera „M” a fost făcută sub forma numărului „3” s-a întors pe o parte) și fotografiați-l.

10. Notă- trăgaciul a căzut
Lista de exerciții nu a inclus ultimul element conceptual important - acesta este un declanșator (flip-flop) - un element de circuit care își poate aminti ultima valoare setată. Fără acest element, ar fi imposibil să se construiască automate finite (în special, procesoare). Inițial, a fost planificat să se includă o introducere în înțelegerea unui declanșator folosind declanșatorul RS ca exemplu (deoarece are o schemă destul de simplă), dar pe parcursul lecției a devenit clar că cantitatea de informații noi percepute la un timp ajunsese deja la limita de digestibilitate. Prin urmare, cunoștințele cu flip-flops (un simplu declanșator RS și un declanșator D mai important) a fost transferată la următoarele lucrări de laborator imediat înainte de a le folosi, când vom lua în considerare automate finite în mod specific.

Concluzie
Impresiile mele despre munca de laborator ca absolvent de Matematică Aplicată și programator Java. Cel mai important rezultat este că această lucrare de laborator a arătat existența unei suprastructuri a fundamentelor matematicii discrete (algebra booleană) asupra electrodinamicii școlare (din care personal mi-a mai rămas puțin în afară de amintiri vagi ale legii lui Ohm) - realizarea acestui fapt deschide modalitatea de înțelegere a principiilor construcției mai complexe sisteme electronice, care se bazează pe același discret.

Din punct de vedere practic, jocul cu becurile pe panouri s-a dovedit a fi destul de important pentru asimilarea vizuală accelerată a noilor informații, dar eu personal nu m-aș întreprinde implementarea unor proiecte relativ complexe, având doar panouri și o împrăștiere de diferite porți logice - la urma urmei, crescând complexitatea circuitului, procesul de conectare a cablajului pe circuit devine destul de obositor și consumator de timp, în timp ce complexitatea (și, prin urmare, valoarea proiectului) a sistemului asamblat va fi destul de limitată fizic. - suprafața panoului poate fi mărită, dar cum să faci „refactorizare a codului” sau să cauți erori, atunci când o mie de fire ies dintr-o grămadă, cu greu îmi pot imagina (deși judecând după informațiile de pe Internet, cineva reușește să pună întreg procesoare pe ele, așa că nu voi spune atât de categoric) - în timp ce întrebarea de a crea documentatia proiectului iar conversia unui prototip astfel asamblat într-un format de document care ar putea fi folosit pentru producția de masă nu este deloc luată în considerare. O chestiune complet diferită este cipurile FPGA (FPGA) cu logică digitală programabilă (se bazează pe toate aceleași elemente de bază care au fost luate în considerare în laboratorul actual, dar procesul de manipulare a acestora este organizat într-un mod calitativ mai mult). nivel inalt) - cunoașterea lor extinde imediat granițele pentru fantezie în alegerea obiectivelor proiectelor posibile în ordine de mărime - prima cunoaștere cu ele este planificată pentru următoarea activitate de laborator.

Toți oamenii din lume, tineri și bătrâni, știu că înainte de a crea ceva, trebuie mai întâi să creați un model al acestui „ceva”, fie că este un model de clădire, un stadion sau chiar o mică toaletă rurală. În inginerie electrică, acesta se numește prototip. Un prototip este un model funcțional al unui dispozitiv. Prin urmare, inginerii electronici cu experiență, înainte de a asambla un dispozitiv conform unei scheme pe Internet, stabilite de cineva și nu înțeleg de ce, trebuie să se asigure că această schemă funcționează cu adevărat. Prin urmare, circuitul trebuie asamblat rapid și asigurat-o că funcționează, adică să se monteze aspect. Ei bine, pentru a-l asambla, avem nevoie doar tabla de paine.

Tipuri de panouri

Carton gros

Cu mult timp în urmă, când nici măcar nu erai în planuri, bunicii noștri, și poate bunicile, nu se știe niciodată :-), foloseau carton gros. Acesta este cel mai rapid și mod ieftin verificări ale schemei. Au fost tăiate găuri în carton pentru concluziile radioelementelor și, pe de altă parte, acestea au fost conectate cu ajutorul firelor și altor elemente, dacă nu se potriveau pe partea din față. Arăta cam așa:

A este partea din față, B este partea din spate.

Totul ar fi bine, dar a trebuit să lipiți concluziile, să vă asigurați că nimic nu se închide nicăieri și, în timp ce „sculptezi” acest circuit, poți chiar să te încurci din neatenție :-). Da, nici nu e frumos.

Placi de casă

Am mai găsit vremurile astea la radio club. Pe atunci făceam singuri panouri. Au luat un tăietor ascuțit și au tăiat pătrate pe un textolit de folie. Apoi au fost acoperite cu lipire.

Dacă a fost necesar să conectăm șinele undeva, am făcut pur și simplu jumperi între pătrate cu o picătură de lipit. A ieșit de bună calitate și frumos. Dacă era prea leneș să lipiți elementele radio la o placă normală cu fir cu piste, pur și simplu o lăsau așa cum este și au folosit dispozitivul.

Placi de unica folosinta

Producătorii încă „adulmeca” această afacere sau, după cum se spune în economie, cererea creează ofertă. Eșarfele modele gata făcute au început să apară unilaterale și chiar față-verso pentru orice dimensiune și gust.

Apropo, ele pot fi găsite pe Ali imediat întregul set .

Găurile sunt potrivite foarte convenabil cu dimensiunea pinilor microcircuitelor, precum și cu alte elemente radio. Prin urmare, este foarte convenabil să asamblați și să testați un dispozitiv electronic pe astfel de plăci. Și da, sunt ieftine.

partea din spate astfel de panouri deja cu dispozitive gata va arata cam asa:

Care sunt dezavantajele acestor panouri? Cu toate acestea, este mai bine să le folosiți o singură dată, deoarece cu utilizarea repetată, plasturii pot zbura de pe ele, ceea ce va duce la nepotrivirea lor.

Plăci fără lipire

Progresul merge cu pasul său încrezător în lumea noastră, iar acum piața a apărut panouri fără lipire.

Ele costă puțin mai mult decât simplele plăci de unică folosință, dar sincer să fiu, merită.

Sunt foarte convenabile în ceea ce privește instalarea pieselor, precum și legătura lor între ele. Firele nu mai mari de 0,7 mm și nu mai puțin de 0,4 mm în diametru pot fi introduse în astfel de plăci. Pentru a afla ce găuri și urme sună între ele, verificăm toată chestia asta. Pentru a proiecta circuite mari (deodată veți dezvolta un fel de unitate de control al colisionatorului de hadron), puteți adăuga aceleași plăci spate la spate. Pentru asta există urechi speciale. O singură mișcare și placa va deveni puțin mai mare.

Ei bine, ce placă poate fi fără fire de conectare? Fire de conectare sau jumperi ( din engleza- jump), sunt necesare pentru conectarea componentelor radio de pe placa propriu-zisă.

Puțin mai târziu, am cumpărat aceste jumperi de la Aliexpress. Sunt mult mai convenabile decât firul:

Totul este simplu aici, luăm jumperul și îl introducem cu o ușoară mișcare a mâinii

Să asamblam cel mai simplu circuit pentru aprinderea unui LED printr-un buton de pe o placă

Așa va arăta ea

Setați sursa de alimentare la 5 volți și apăsați butonul. LED-ul se aprinde în verde strălucitor. Deci, schema este funcțională și o putem folosi la discreția noastră.

Concluzie

Placile de breadboard fără lipire cuceresc lumea. Orice schemă de pe ele poate fi asamblată și dezasamblată în câteva minute. După asamblarea și testarea circuitului pe o placă, puteți continua în siguranță să-l asamblați în forma sa pură. Cred că fiecare inginer electronic care se respectă ar trebui să aibă o astfel de placă. Dar rețineți că este mai bine să nu verificați circuitele cu un curent mare în circuit, deoarece contactele plăcilor de breadboard se pot arde pur și simplu - legea Joule-Lenz. Mult succes cu dezvoltarea și designul tău dispozitive electronice radio!

De unde să cumpărați o placă de breadboard

O placă cu jumperi flexibili și chiar și o sursă de alimentare de 5 volți gata făcută poate fi cumpărată imediat ca kit de pe Aliexpress. alege pe gustul si culoarea ta!

Dacă nu doriți, atunci cea mai ușoară modalitate ar fi să cumpărați o placă unică și să asamblați un dispozitiv finit pe ea:

Există o placă din fabrică de următorul tip:

Nu imi place de ea din doua motive:

1) Când instalați piesele, trebuie să vă întoarceți constant înainte și înapoi pentru a pune mai întâi componenta radio și apoi lipiți conductorul. Pe masă se comportă instabil.

2) După demontare, găurile rămân umplute cu lipire, înainte următoarea utilizare plăcile trebuie curățate.

Căutând pe Internet tipuri diferite panouri pe care le puteți face cu propriile mâini și din materiale disponibile, am dat peste câteva variante interesante, dintre care unul a decis să repete.

Citat de pe forum: « De exemplu, de mulți ani folosesc aceste plăci de casă. Ele sunt asamblate dintr-o bucată de fibră de sticlă, în care sunt nituite știfturi de cupru. Astfel de pini pot fi cumpărați fie de pe piața radio, fie vă puteți face singur din sârmă de cupru cu diametrul de 1,2-1,3 mm. Știfturile mai subțiri se îndoaie prea mult, iar știfturile mai groase iau prea multă căldură la lipire. Acest „manechin” vă permite să refolosiți cele mai ponosite elemente radio. Conexiunile se realizează cel mai bine cu un fir din izolație fluoroplastică MGTF. Apoi, odată gata va dura o viață.

Cred că această opțiune mi se potrivește cel mai bine. Dar fibră de sticlă și știfturi de cupru gata făcute nu sunt disponibile, așa că o voi face puțin diferit.

Sârmă de cupru a fost extrasă din fir:

Am curățat izolația și, folosind un limitator simplu, am făcut știfturi de aceeași lungime:

diametrul știftului - 1 mm.

Pentru baza plăcii a luat grosimea placajului 4 mm (cu cât este mai gros, cu atât acei vor ține mai puternic):

Pentru a nu avea de suferit cu marcajul, am lipit hârtie liniată pe placaj cu bandă adezivă:

Și găuri forate cu pas 10 mm diametrul burghiului 0,9 mm:

Primim chiar și rânduri gauri:

Acum trebuie să băgați știfturile în găuri. Deoarece diametrul găurii este mai mic decât diametrul știftului, conexiunea va fi strânsă, iar știftul va fi fixat strâns în placaj.

Când conduceți știfturile sub partea inferioară a placajului, trebuie să puneți o foaie de metal. Știfturile sunt înfundate cu mișcări ușoare, iar când sunetul se schimbă, înseamnă că știftul a ajuns pe foaie.

Pentru ca placa să nu se agite, facem picioare:

Lipim:

Placa este gata!

Folosind aceeași metodă, puteți face o placă pentru montare la suprafață (foto de pe Internet, radio):

Mai jos, pentru a fi complet, voi oferi câteva modele potrivite găsite pe Internet.

Ace cu cap metalic sunt bătuți într-o bucată de tablă:

Rămâne doar să le cositor. Nasturii placati cu cupru sunt cositoriti fara probleme, dar cu cei din otel.

Pentru construirea și depanarea prototipurilor dintre cele mai multe diverse dispozitive arduino folosește plăci de breadboard (un alt nume este plăci de circuite fără lipire și placă de breadboard). Ele vin în mai multe soiuri și diferă ca mărime și altele caracteristici de proiectare. Breadboard-urile îi pot ajuta pe ambii ingineri începători să creeze circuite simpleși la prototiparea dispozitivelor complexe. Ce este un breadboard și cum să utilizați acest dispozitiv va spune acest articol.

Rareori ce proiect real Arduino conține mai puțin de 5-10 elemente interconectate. Chiar și într-un circuit de baliză simplu binecunoscut, sunt folosite 2 elemente, un LED și un rezistor, care trebuie să fie cumva conectate între ele. Și aici apare întrebarea cum să o faci.

Până în prezent, există următoarele metode principale de montare care sunt utilizate în electronică și robotică în etapa de prototipare:

• Lipirea. Pentru aceasta, se folosesc plăci speciale cu găuri, în care piesele sunt introduse și conectate între ele prin lipire (folosind un fier de lipit) și jumperi.
• Trișa. Conform acestei tehnologii, conexiunile de contact ale dispozitivelor sunt combinate cu o placă de prototipare prin înfășurarea unui fir curat la un contact pin.

cu cel mai mult versiune modernă pentru prototipare este o placă fără lipire, care are avantaje incontestabile:

• Capacitatea de a efectua depanarea funcționează de un număr mare de ori prin schimbarea modificării circuitelor și a metodelor de conectare a dispozitivelor;
• Abilitatea de a conecta mai multe plăci într-una mare, ceea ce vă permite să lucrați cu proiecte mai complexe și mai mari;
• Ușurința și viteza de prototipare;
• Durabilitate și fiabilitate.

Versiunea în limba engleză a numelui de placă de breadboard fără lipire este breadboard.

Schema de placare

Pentru a ști cum să folosești un breadboard, trebuie să înțelegi cum funcționează.

Placa de suport cu montare fără lipire are o bază din plastic cu găuri multiple (distanța standard este de 2,54 mm). În interiorul structurii sunt șiruri de plăci metalice. Fiecare placă are cleme care sunt ascunse în partea de plastic a unității.

Includerea firelor se realizează tocmai în aceste cleme. Când conectați un conductor la una dintre găurile individuale, contactul este conectat simultan la toate celelalte contacte ale rândului individual.

Este de remarcat faptul că o șină conține 5 cleme. Acesta este un standard comun pentru toate plăcile fără lipire. Adică, până la cinci elemente pot fi conectate la fiecare șină și vor fi interconectate.

Trebuie remarcat faptul că, deși există zece găuri pe fiecare rând, acestea sunt încă împărțite în două părți izolate, câte cinci în fiecare. Între ele este o șină fără știfturi. Acest design este necesar pentru a izola plăcile una de cealaltă și vă permite să conectați pur și simplu cipurile realizate în pachete DIP.

Unele panouri includ, de asemenea, două linii electrice pe fiecare parte. De obicei, „linia roșie” este folosită pentru a furniza tensiunea „+”, „albastru” - pentru „-”. Datorită prezenței a două șine de alimentare, plăcii pot fi furnizate două niveluri de tensiune diferite.

Pentru a simplifica orientarea, placa este de asemenea marcată cu cifre și litere, care pot fi folosite ca ghid, creând, de exemplu, instrucțiuni de conectare.

Principalele tipuri de panouri

Plăcile de prototipare diferă prin numărul de pini amplasați pe panou, numărul de magistrale și configurația. Există și plăci de prototipare în care conexiunile de contact sunt realizate prin lipire, dar lucrul cu ele este mai dificil decât cu dispozitivele fără lipire.

În funcție de caracteristici, cele mai comune tipuri sunt:

• Pentru asamblarea microcircuitelor mari se folosesc în principal plăci fără lipire cu 830 sau 400 de găuri. Pentru conectarea mai multor componente și alimentarea cablurilor în punctele necesare - pentru 8, 10, 16 găuri;
• Cu prezența canelurilor pentru plăcile de strângere, care permit implementarea unor proiecte destul de mari;
• Cu prezența autoadezivului pe bază pentru atașare sigură la dispozitiv;
• Cu simboluri imprimate pe placă pentru conectarea dispozitivelor.

În funcție de cost și producător, pachetul poate include și accesorii suplimentare - fire jumper, diverși conectori. Dar principalul criteriu de calitate este întotdeauna numărul de conectori de contact și caracteristicile tehnice ale acestora.

Cum se folosește placa de laborator

Breadboard-ul este destul de ușor de utilizat. Când creați un model în găuri pe Cutie de plastic introdus elementele necesare- condensatoare, rezistente, diverse indicatoare, LED-uri etc. Lățimea conectorilor vă permite să conectați la contacte conductori cu o secțiune transversală de 0,4 până la 0,7 mm.

Cel mai simplu exemplu de creare a unui prototip de circuit folosind o placă de breadboard ar fi această implementare:

Pentru a-l asambla, trebuie să luați:

• Breadboard (breadboard);
• fire pentru conectare;
• 1 LED;
• butonul ceasului;
• rezistor cu o rezistență nominală de 330 ohmi;
• baterie tip „Krona” 9V.

Plusul bateriei este conectat la magistrala pozitivă, iar minusul la negativ. Dacă circuitul este asamblat corect, atunci când apăsați butonul, LED-ul se va aprinde.

Atenţie! Plăcile fără lipire sunt absolut inacceptabile pentru utilizare cu o tensiune de 220V!

Breadboard-urile sunt optime pentru crearea aproape a oricăror circuite digitale și nu sunt destinate asamblarii circuitelor analogice cu sensibilitate ridicată la rezistență. În practica lor, acestea sunt adesea folosite atât de începători care învață elementele de bază ale circuitelor, cât și de profesioniști cu experiență datorită ușurinței instalării și Calitate superioară conectarea contactelor de lucru.