Как пользоваться макетной платой с пайкой?

Беспаечные макетные платы

С чего начать?

Если вы начинающий электронщик и интересуетесь тонкостями удивительного процесса создания рабочей схемы, то скорей всего, задаетесь вопросом: как правильно спланировать свои действия, чтобы задуманное получилось?

Прежде всего, следует определиться с целью своего проекта и требованиям для его осуществления. Начните с разработки простой блок-схемы, в которой будут указаны необходимые компоненты и связи между ними. 

Это может быть чертеж в виде обычного рисунка на бумаге. Также впору воспользоваться одной из специальных компьютерных программ, которые помогают в проектировании схем: EAGLE, KiCad, Altium Designer, EasyEDA. Все большую популярность приобретает открытая платформа для разработки электронных проектов Arduino. 

После создания виртуальной версии своего проекта приступайте к его материальному воплощению. 

Как устроена беспаечная макетная плата? Как с ней работать?

Чем создавать электронную схему на столе, намного удобнее использовать макетную плату, их в большом разнообразии предлагают производители.

Прежде чем собрать свою схему окончательно с помощью пайки, стоит воспользоваться беспаечной макетной платой (breadboard). Это устройство, которое позволяет создавать прототипы различных схем, не применяя пайку. 

Breadboard состоит из основных компонентов:

• Базовая плата. Представляет собой перфорированную пластиковую пластину с внутренними проводящими контактами. Отверстия платы размещены на стандартном расстоянии 2,54 мм рядами по горизонтали и вертикали и, для удобства, разделены на группы стандартной сеткой.

• Вдоль края платы расположены по две пары распределительных или беспаечных полосок - шин, которые имеют обозначения “+” и “-”. К ним можно подключить внешние провода, источники питания и т.д. 

• Плата имеет систему внутренних проводящих ток контактов, которые соединяют отверстия на определенных участках сетки. Таким образом создаются временные соединения между отдельными элементами схемы. Именно эти участки используют для монтажа компонентов. Вдоль пластины по центру, разделяя монтажные отверстия, идет широкая борозда, благодаря которой на плату могут быть установлены микросхемы в корпусах с ножками.

Также для сборки схемы могут понадобится некоторые компоненты, приобретаемые дополнительно:

• соединительные провода;

• светодиоды;

• тактовая кнопка;

• резистор;

• батарейка.

Собрать электронную схему на беспаечной макетной плате сможет даже новичок. Работа состоит из нескольких этапов:

• Используя перфорацию основной платы, следует разместить компоненты согласно плану, вставляя их ножки в отверстия.

• Опираясь на проектную схему, необходимо создать соединения отдельных элементов и распределительных полосок-шин, подсоединить источник питания.

• В заключение нужно проверить правильность и целостность соединений.

Для проверки функциональности собранной схемы обычно используют тактовую, или моментальную,  кнопку. Ее нажатие запускает или отключает процесс. В качестве индикатора применяется светодиод, который загорается при прохождении тока и свидетельствует о правильности сборки.

Преимущества и недостатки беспаечных макетных плат

Собрать электронную схему на беспаечной макетной плате сможет даже новичок. Пользоваться ими очень удобно и просто. Элементы легко, без повреждений,  вставляются в гнезда и так же легко удаляются из них. Благодаря гибкости возможного размещения компонентов, схему легко изменять и перестраивать согласно проекту. Беспаечные платы позволяют без особых усилий производить отладку и тестирование функциональности схемы. Работа с ними значительно ускоряет и облегчает прототипирование.

Но беспаечные платы имеют и свои ограничения. Их нельзя использовать для высокочастотных и высокотоковых приложений, так как при большой интенсивности эксплуатации со временем могут износиться контакты. В таком случае следует переходить к следующему этапу реализации проекта - созданию печатных плат с пайкой.

Что такое макетные платы с пайкой?

Макетные платы с пайкой, другими словами, платы для монтажа поверхности (SMD-платы) - устройства в виде пластины, обычно металлической, непосредственно на поверхность которой припаиваются необходимые компоненты. Работать с ними, по сравнению с платами без пайки, сложнее и ответственнее, для создания электронной схемы  на их основе потребуются некоторые специальные навыки и дополнительный набор инструментов.

Для реализации своего проекта вы можете воспользоваться готовой платой с пайкой или заказать производство индивидуальной печатной платы.

Готовые платы с пайкой

В первом случае следует учесть, что предлагаемые производителями готовые изделия не являются в полном смысле слова универсальными. Следует, ориентируясь на свои потребности, подобрать плату с необходимыми для вашего случая параметрами.

• Размеры могут сильно варьировать от маленьких до крупных, предназначенных для сложных проектов. Размер будущей схемы следует учитывать для последующей ее интеграции в общий объем конечной конструкции.

• Обычно готовые изделия имеют контактные площадки, дорожки и отверстия, расположенные определенным способом. Разнятся и варианты возможного подключения и монтажа элементов. 

• По расположению контактных площадок различают односторонние платы - площадки расположены в один слой, двусторонние, соответственно контакты размещены с двух сторон пластины.

• Существуют также многослойные платы, имеющие более двух слоев, образующие своеобразные сверточные связи на макетной плате, подобно нейронной сети. Такие связи позволяют осуществлять сложную многослойную обработку сигналов в электронной схеме.

• Некоторые платы прямо предназначены для определенных электронных схем. Они разработаны для конкретных типов компонентов и вариантов их монтажа.

• Существуют изделия, предусматривающие возможность дальнейшего расширения посредством подключения дополнительных модулей, расширительных плат.

В целом, макетные платы с пайкой представляют собой удобную основу для создания функциональной схемы, прототипирования электронных устройств. Для реализации своего проекта следует внимательно отнестись к его требованиям, чтобы подобрать соответствующее готовое изделие.

Индивидуальные печатные макетные платы с пайкой

Существует и другой подход к процессу создания рабочей схемы - путем изготовления индивидуальной макетной платы под конкретный проект.

Индивидуальный заказ делает возможным создание специализированных плат, полностью соответствующих проектным требованиям. Инженеры, разработчики собственных прототипов, стартаперы и просто энтузиасты-любители электроники - потенциальные заказчики таких изделий.

Заказ начинается с создания проекта, который включает схему, размеры платы, количество контактов, требования к слоям и их количеству. Процесс проектирования можно осуществить самостоятельно, с помощью специального программного обеспечения. Затем разместить заказ на изготовление печатной макетной паечной платы в соответствующей компании. Если вы сомневаетесь в своих силах на данном этапе, здесь же можно подать заявку на изготовление самого проекта, предоставив все необходимые для этого данные. 

Использование индивидуального заказа печатных макетных плат приобретает все большую популярность. Это объясняется растущим интересом к электронике и разработке собственных устройств.

Как работать с макетной платой с пайкой?

Как было сказано выше, сперва желательно выполнение задуманного проекта на макетной плате без пайки. Проверив с помощью специальных тестов ее функциональное состояние, верность сборки, можно приступать к созданию схемы на макетной плате с пайкой.

Давайте ознакомимся с основными понятиями этого процесса, его последовательными этапами.

• Компоненты, размещаемые на плате (SMD-компоненты), - резисторы, конденсаторы, диоды и интегральные схемы - обычно снабжены двумя контактными ножками (площадками), которые припаиваются к соответствующим контактам на поверхности.

• Для пайки в SMD-плате используется припой, обычно это сплав свинца и олова, возможны также бессвинцовые версии припоя. Для его разогрева используется паяльная станция с лупой или микроскопом.

• Началу работы предшествует подготовка платы. Ее очищают от флюса, других загрязнений, проверяют на отсутствие дефектов. При помощи пинцета, согласно проекту, компоненты размещаются на поверхности. Затем осуществляется пайка при помощи паяльной станции и припоя.

• В работе может быть использован флюс - вещество, удаляющее окислы с поверхности, которое наносится непосредственно на нее или на припой перед началом процесса. Это позволяет припою лучше растекаться, что существенно улучшает качество пайки.

• После окончания процесса следует провести проверку и отладку собранной схемы. Кроме описанного выше варианта с тактовой кнопкой и светодиодами, возможно, потребуется использование более серьезных инструментов: осциллографа, мультиметра. Проверка должна подтвердить ожидаемые электрические параметры и функциональность собранной платы.

• В завершение требуется позаботиться о защите законченной схемы от возможных повреждений в процессе хранения или возможной транспортировки.

Опыт и навыки в работе с макетными платами с пайкой появятся с практикой и со временем. 

Увлекательный мир электроники объединяет единомышленников в открытые сообщества. Присоединившись к такому, вы найдете поддержку в процессе разработки и программирования, создании собственных прототипов электронных устройств. Здесь вы можете познакомиться с опытными специалистами и энтузиастами, получит ценный совет, а также сможете поделиться собственными наработками. Общение с людьми, разделяющими ваши интересы, придаст вам сил и веры в себя в воплощении новых проектов.

Удачи вам в вашем электронном творчестве!