Как пользоваться макетной платой arduino
Перейти к содержимому

Как пользоваться макетной платой arduino

  • автор:

Макетная плата (Breadboard)

Breadboard

Макетная плата Breadboard позволяет обойтись без пайки и собрать схему для испытаний.

Само слово означает деревянную подставку, на которой режут хлеб. Много лет назад любители электроники собирали схемы «на коленке» и использовали подставки для нарезки хлеба. Позже это слово закрепилось.

Теперь breadboard— это беспаечная монтажная плата для разработки прототипов или временных электросхем без использования паяльника.

Внутри макетной платы проложены проводочки хитрым образом, что позволяет вам собирать довольно сложные конструкции.

На моей доске доступно 830 контактов. Четыре рельсы по бокам предназначены для подключения питания и земли. Между ними — 126 групп соединённых между собой контактов, расположенными на расстоянии 2,54 мм. Схематично доску можно представить так:

Схема Breadboard

Когда вы подключаете проводник к одному из отверстий в отдельном ряде, этот контакт будет одновременно подключён и к остальным контактам в отдельном ряде.

На макетных платах принят стандарт использовать пять отверстий на одной рельсе, и вы можете подключить до пяти компонентов включительно к отдельной рельсе и они будут связаны между собой.

По центру монтажной платы есть отдельная рельса без пинов (канавка), которая изолирует пластины друг от друга, разделяя каждый ряд на два независимых отдела. Благодаря этому можно устанавливать компоненты, не замыкая контакты (см. рисунок со светодиодом ниже). Помимо изоляции, эта рельса позволяет использовать микросхемы форм-фактора Dual in-line Package (DIP). У DIP-микросхем контакты расположены по двум сторонам и отлично садятся на две рельсы по центру платы. В этом случае изоляция контактов — отличный вариант, который позволяет сделать разводку каждого контакта микросхемы на отдельную рельсу с пятью контактами.

Breadboard

Способы подключения компонентов

Можно установить светодиод на изолированных параллельных рельсах. При таком подключении не будет замыкания контактов.

Breadboard

Параллельное подключение резисторов.

Breadboard

Последовательное подключение резисторов.

Breadboard

Макетные платы бывают самых разным размеров, от миниатюрных до гигантских. Есть несколько стандартных моделей: BB-301, Full, Full+, Half, Half+, Mini, Tiny.

Не обязательно ограничиваться одной платой. На многих монтажных платах предусмотрены специальные пазы и выступы по бокам, с их помощью можно соединить несколько плат.

Breadboard

Обычно платы с другой стороны имеют двусторонний скотч. А у большой платы боковые рельсы питания отстёгиваются.

Купить стандартную плату (дополнительно можно добавить к заказу модули питания, смотри описание ниже).

Также платы входят в состав готовых наборов.

Модуль питания

К макетной плате выпускается интересная насадка — модуль питания. Существует несколько разновидностей, но в целом они похожи. Модуль вставляется с краю макетной платы и обеспечивает схему питанием. Это может пригодиться для схем без участия Arduino.

Power Supply Module

Модуль представляет собой стабилизатор постоянного напряжения. Питание на сам модуль подаётся через штекер, как и Arduino.

Для подачи электропитания имеется нажимной тумблер.

Следите за правильностью подключения (полярности) с нужной стороны платы. На выступах платы модуля возле контактных площадок штырей нанесена маркировка + —. Знак + должен соответствовать красной полосе платы, а — синей. Имеет два выхода для формирования двух фиксированных напряжений на верхнюю и нижнюю пары шин питания макетной платы.

Благодаря перемычкам, находящимся возле выступов платы, можно задать напряжение, подаваемое на каждую пару проводников питания (5 или 3.3 В). Установка перемычки на два средних проводника отключает питание в коммутируемых линиях, в этом случае сигнальный светодиод не будет светиться.

Ближе к середине платы стабилизатора расположена вилка из восьми контактов. Устанавливать на неё перемычки нельзя. Вилка обеспечивает подключение жгута проводов питания устройств, расположенных вне макетной платы.

На плате также размещён USB-порт типа А. Обратите внимание, что этот USB-порт работает только на выход. С его помощью можно обеспечить питание дополнительного прибора.

Небольшое видео о применении модуля на плате (англ.).

Инструкция по работе с макетной платой

Макетная плата — очень удобный инструмент для сборки схем. Но нужно потратить некоторое время, чтобы разобраться, как она работает, и “набить руку”. Мы подготовили инструкцию по работе с макетной платой, а также упражнения для тренировки. Инструкция расчитана в первую очередь на наших учеников и преподавателей в качестве методического пособия.

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.):

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.

Макетные платы бывают разные. Инструкция по работе с макетной платой.

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 светодиод (led)
Резисторы для нашего опыта понадобиться резистор от 300 до 1000 Ом Ограничивает ток, чтобы светодиод не сгорел резистор (resistor)
Тактовая кнопка С двумя или четырьмя контактами Замыкает и размыкает цепь кнопка (button)
Батарейный отсек С двумя пальчиковыми батарейками AA по 1,5 вольта каждая Питает схему батарейный отсек (battery holder)
Плата Arduino Nano Вставляется в макетную плату Контроллер который позволяет нам программировать электронные схемы плата arduino (board)

Упражнение 1. Заставим светодиод гореть.

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.

Пример сборки схемы на макетной плате. Инструкция по работе с макетной платой.

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.

Упражнение 2. 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.

Принципиальная схема к упражнению 2. Подключение двух светодиодов последовательно.

Попробуйте собрать эту схему самостоятельно. Ниже — наше решение.

Сборка схемы с двумя светодиодами на макетной плате.

Упражнение 3. Параллельное подключение светодиодов

Следующую схему соберем с двумя параллельно подключенными светодиодами. Напоминаем, что при последовательном подключении плюс одного элемента подключается к минусу другого, а при параллельном плюс (или анод) одного элемента подключается к плюсу другого, также с минусом (катодом).

Сборка схемы с двумя подключенными параллельно светодиодами на макетной плате.

4) Подключение светодиода к плате Arduino.

На занятиях мы часто используем плату Arduino — наш компьютер, с помощью которого мы программируем электронные схемы и роботов. Давайте разберемся, как макетная плата используется с Arduino nano.

Принципиальная схема. Подключение светодиода к плате Arduino.

Соберем вот такую схему, на ней светодиод питается от выхода платы Arduino Nano 5V (этот порт не нужно программировать, он всегда выдает постоянное напряжение 5 вольт).

Подключение светодиода к плате Arduino c помощью макетной платы.

При сборке схем на макетной плате с платой Arduino будьте внимательны: когда Вы перекидываете провода между рядами, не попадите случайно в ряд с ПИНом GND (Ground — Земля) , так может получиться короткое замыкание. Старайтесь держать в голове, какие ножки на плате работают в данный момент (выдают или принимают напряжение), а какие не задействованы.

Короткое замыкание.

Главное, при сборке схем на макетной плате, не собрать короткое замыкание. Что-такое короткое замыкание? Это когда мы соединяем контакты цепи не так как задумано и по цепи идет очень большой ток. Мы должны всегда быть внимательны, собирать схемы на макетной плате таким образом, чтобы не было короткого замыкания.

В нашей инструкции по работе с макетной платой мы подготовили для Вас несколько схем. Давайте потренируемся — попробуем определить, где есть короткое замыкание.

Есть ли здесь короткое замыкание? Инструкция по работе с макетной платой. Найди короткое замыкание. Есть короткое замыкание или нет?

Дополнение: программа Fritzing, прототипированием схем.

Для создания иллюстраций к инструкции по работе с макетной платой мы использовали программу Fritzing http://fritzing.org/home/ . С ее помощью можно наметить, как будут располагаться элементы на макетной плате, нарисовать принципиальную схему и даже перейти от схемы к созданию собственной печатной платы, которую можно изготовить самостоятельно или заказать на заводе.
Хотя программа давно не обновлялась и в ней нет самых современных электронных компонентов, она достаточно удобна для новичков, рекомендуем!

Материалы которые могут быть вам полезны.

  1. Задачка на конструкторе «Знаток» со светодиодами. Задача №1
  2. Задачка на конструкторе «Знаток» со светодиодами. Задача №2
  3. Задачка на конструкторе «Знаток». Изучаем резисторы. Задачка №1
  4. Задачка на конструкторе «Знаток». Изучаем резисторы. Задачка №2
  5. Задачка на конструкторе «Знаток». Изучаем резисторы. Задачка №3

Ардуино для начинающих. Урок 4. Макетная плата BREADBOARD

распиновка макетной платы

В следующих уроках вы увидите как удобно использовать этот инструмент.

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Железо

Стартовый набор с Arduino Mega и RFID

Стартовый набор с Arduino Mega и RFID Это расширенный стартовый набор. В комплект входит Arduino Mega R3, макетные платы, множество датчиков, управляемые механизмы и необходимые радиоэлектронные компоненты. Полный список.

Плата Arduino Uno R3

Плата Arduino Uno R3 Arduino Uno — плата на базе микроконтроллера ATmega328P с частотой 16 МГц. На плате есть все необходимое для удобной и быстрой работы.

Макетная плата без пайки — breadboard

Очень часто, люди не знакомые с современными технологиями, при слове «электроника» представляют у себя в голове человека с паяльником. И это неспроста. Действительно, почти все, кто занимаются электроникой и работотехникой умеют пользоваться этим волшебным орудием. Но значит ли это, что для сборки электронного устройства необходим навык пайки? Ответ — нет!

На этом уроке мы познакомимся с так называемыми беспаечными макетными платами, на которых можно собирать очень сложные схемы, не прибегая к помощи паяльника.

Список необходимых компонентов

Для выполнения всех экспериментов в данном уроке потребуются: макетная плата, резисторы, светодиоды, кнопка и немного проводов вилка-вилка. Необходимые компоненты можно добавить в корзину прямо здесь, и затем оформить заказ в нашем интернет-магазине.

1. Устройство беспаечной макетной платы

Ниже изображена типичная макетная плата, на которой с помощью проводов-перемычек собираются схемы.

Макетная плата без пайки

Плата представляет с собой пластиковую доску, усеянную отверстиями. В эти отверстия можно втыкать провода-перемычки, микросхемы, резисторы, светодиоды, кнопки и прочие элементы с тонкими острыми металлическими выводами. Расстояние между отверстиями — 2.54 мм. Это стандартное расстояние, так что многие электронные компоненты отлично вставляются в эту плату.

Самое главное в такой макетной плате — скрытые соединения между отверстиями. Схема этих соединений изображена на картинке.

Макетная плата без пайки

Проводники, размещенные ближе к середине платы, соединяются в вертикальном направлении. По краям платы идут горизонтальные длинные проводники, которые чаще называют шиной питания.

Как пользоваться беспаечной макетной платой? Рассмотрим несколько примеров.

2. Электрическая цепь

Предположим у нас есть один резистор, один светодиод и батарея «крона». Соединим их в цепь с помощью макетной платы.

Сначала ставим светодиод.

Макетная плата. Светодиод

Затем ставим резистор таким образом, чтобы одна из его ног был под, либо над анодом светодиода (анод — это положительный вывод, он длиннее, чем катод). Используем резистор номиналом 1 кОм.

Макетная плата. Светодиод и резистор

Зеленым цветом подсвечиваются скрытые проводники.

Теперь соединяем всё с батареей. Положительный контакт батареи подключаем ко второй ноге резистора, а отрицательный — к катоду светодиода (короткая нога).

Макетная плата. Светодиод и резистор

Цепь замыкается и светодиод мгновенно вспыхивает!

3. Кнопка

Добавим в цепь тактовую кнопку.

Макетная плата. Светодиод, резистор, кнопка

Теперь чтобы замкнуть цепь необходимо нажать кнопку. Жмем кнопку — светодиод зажигается!

4. Шина питания

Для этого задания нам понадобятся дополнительные провода-перемычки. Это такие проводки, в обоих концов которых находится штырёк.

Воспользуемся двумя верхними горизонтальными линиями, чтобы подать питание сразу на три светодиода.

Макетная плата. Светодиод, резистор, шина питания

На заметку. Принято красной линией обозначать положительный контакт элемента питания, в синей — отрицательный.

Макетная плата. Светодиод, резистор, кнопка, шина питания

Вставим кнопку в разрыв отрицательной линии питания.

Жмем кнопку — все три светодиода одновременно зажигаются.

К размышлению

Вот и всё! Беспаечная макетная плата — очень удобная штука для создания макетов. Однако, стоит опасаться делать на такой плате более или менее серьезные устройства, даже если это школьный проект.

Дело в том, что соединения на беспаечной плате получаются весьма и весьма ненадежными: провода-перемычки могут легко выпасть из своих гнезд, а контакты со временем окисляются. К тому же надо помнить, что любой разъем — это конденсатор, и чем их больше на плате, тем менее предсказуемым будет результат. Так что сразу после освоения беспаечных макетных плат, нужно непременно научиться пользоваться паяльником!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *