Як користуватися макетною платою з пайкою?

Безпайкові макетні плати

З чого почати?

Якщо ви початківець в електроніці і цікавитеся деталями захопливого процесу створення робочої схеми, ймовірно, у вас виникає питання: як правильно планувати свої дії, щоб задумане вдалося?

В першу чергу, слід визначитися з метою вашого проєкту та вимогами для його втілення. Почніть з розробки простої блок-схеми, в якій будуть вказані необхідні компоненти та зв'язки між ними.

Це може бути малюнок на звичайному папері. Також можна скористатися однією зі спеціальних комп'ютерних програм, які допомагають у проєктуванні схем: EAGLE, KiCad, Altium Designer, EasyEDA. Зростає популярність відкритої платформи для розробки електронних проєктів Arduino.

Після створення віртуальної версії вашого проєкту приступайте до його матеріального втілення.

Як влаштована безпайкова макетна плата? Як з нею працювати?

Ніж створювати електронну схему на столі, значно зручніше використовувати макетну плату, великий вибір яких пропонують виробники.

Перш ніж остаточно зібрати свою схему за допомогою пайки, варто скористатися безпайковою макетною платою (breadboard). Це пристрій, який дозволяє створювати прототипи різних схем, не використовуючи пайку.

Breadboard складається з основних компонентів:

• Базова плата: це перфорована пластикова пластина з внутрішніми провідними контактами. Отвори на платі розміщені в стандартних інтервалах 2,54 мм в рядках по горизонталі та вертикалі і розділені на групи стандартною сіткою.

• По обидва боки плати розташовані пари розподільчих або безпайкових шин, які позначені знаками "+" та "-". До них можна підключати зовнішні дроти, джерела живлення та інше.

• На платі є система внутрішніх провідних контактів, які з'єднують отвори на певних ділянках сітки. Це дозволяє створювати тимчасові з'єднання між окремими елементами схеми. Саме на цих ділянках можна розміщувати компоненти. По центру пластини, вздовж неї, є широка канавка, яка розділяє монтажні отвори. Завдяки їй на плату можна встановлювати мікросхеми з ніжками.

Також для збірки схеми можуть знадобитися деякі додаткові компоненти, які потрібно придбати окремо:

• Провідники для з'єднання.

• Світлодіоди.

• Тактова кнопка.

• Резистори.

• Батарейка.

Зібрати електронну схему на безпайковій макетній платі може навіть початківець. Робота складається з кількох етапів:

• Використовуючи перфорацію основної плати, слід розмістити компоненти згідно з планом, вставляючи їх ніжки в отвори.

• Керуючись проєктною схемою, потрібно створити з'єднання між окремими елементами та розподільними смужками-шинами, підключити джерело живлення.

• На завершення, потрібно перевірити правильність та цілісність з'єднань.

Для перевірки функціональності зібраної схеми зазвичай використовується тактова або моментальна кнопка. Натискання на неї запускає або вимикає процес. У якості індикатора використовується світлодіод, який світиться при проходженні струму і свідчить про правильність складання.

Переваги та недоліки безпайкових макетних плат

Зібрати електронну схему на безпайковій макетній платі зможе навіть новачок. Використовувати їх дуже зручно і просто. Елементи легко вставляються в гнізда і так само легко видаляються з них без пошкоджень. Завдяки гнучкості можливого розміщення компонентів, схему легко змінювати і перебудовувати згідно з проєктом. Безпайкові плати дозволяють без особливих зусиль виконувати налагодження та тестування функціональності схеми. Робота з ними значно прискорює та полегшує прототипування.

Проте безпайкові плати мають свої обмеження. Їх не можна використовувати для високочастотних та великотокових застосунків, оскільки з часом, при великій інтенсивності використання, контакти можуть зноситися. У такому випадку слід переходити до наступного етапу реалізації проєкту - створення печатних плат з пайкою.

Що таке макетні плати з пайкою?

Макетні плати з пайкою, іншими словами, плати для монтажу на поверхню (SMD-плати) - це пристрої у формі пластини, зазвичай металевої, на поверхню якої безпосередньо припаюються необхідні компоненти. Робота з ними, порівняно з платами без пайки, складніша і вимагає додаткових навичок та набору інструментів для створення електронної схеми на їх основі.

Для реалізації свого проєкту ви можете скористатися готовою платою з пайкою або замовити виготовлення індивідуальної друкованої плати.

Готові плати з пайкою

У першому випадку слід враховувати, що пропоновані виробниками готові вироби не є, у повному розумінні слова, універсальними. Вибираючи плату, слід орієнтуватися на свої потреби та підібрати виріб з необхідними для вашого випадку параметрами .

• Розміри можуть суттєво варіюватися від малих до великих, призначених для складних проєктів. Розмір майбутньої схеми слід враховувати для подальшої інтеграції її в загальний об’єм кінцевої конструкції.

• Зазвичай готові вироби мають контактні майданчики, доріжки і отвори, розташовані певним способом. Різняться також варіанти можливого підключення та монтажу елементів.

• За розташуванням контактних майданчиків розрізняють односторонні плати - майданчики розташовані в один шар, двосторонні, відповідно контакти розміщені з обох сторін пластини.

• Існують також багатошарові плати, що мають більше двох шарів, утворюючи своєрідні згорткові зв'язки на макетній платі, подібно до нейронної мережі. Такі зв'язки дозволяють здійснювати складну багатошарову обробку сигналів в електронній схемі.

• Деякі плати безпосередньо призначені для певних електронних схем. Вони розроблені для конкретних типів компонентів та варіантів їх монтажу.

• Існують вироби, які передбачають можливість подальшого розширення шляхом підключення додаткових модулів, розширювальних плат.

Загалом, макетні плати з пайкою являють собою зручну основу для створення функціональної схеми, прототипування електронних пристроїв. Для реалізації свого проєкту слід уважно поставитись до його вимог, щоб підібрати відповідний готовий виріб.

Індивідуальні друковані макетні плати з пайкою

Існує й інший підхід до процесу створення робочої схеми - шляхом виготовлення індивідуальної макетної плати під конкретний проэкт.

Індивідуальне замовлення дає можливість створення спеціалізованих плат, що повністю відповідають проєктним вимогам. Інженери, розробники власних прототипів, стартапери і просто ентузіасти-любителі електроніки - потенційні замовники таких виробів.

Замовлення розпочинається з створення проєкту, який включає схему, розміри плати, кількість контактів, вимоги до шарів та їх кількості. Процес проєктування можна здійснити самостійно за допомогою спеціального програмного забезпечення. Потім розмістити замовлення на виготовлення друкованої макетної пайкової плати в відповідній компанії. Якщо ви маєте сумніви у своїх силах на цьому етапі, саме тут можна подати заявку на виготовлення самого проєкту, надавши всі необхідні для цього дані.

Використання індивідуального замовлення друкованих макетних плат набуває все більшої популярності. Це пояснюється зростанням інтересу до електроніки та розробки власних пристроїв.

Як працювати з макетною платою з пайкою?

Зважаючи на викладене вище, спочатку бажано виконати задуманий проєкт на макетній платі без пайки. Перевіривши за допомогою спеціальних тестів її функціональний стан, правильність складання, можна приступати до створення схеми на макетній платі з пайкою.

Давайте ознайомимося з основними поняттями цього процесу, його послідовними етапами.

• Компоненти, що розміщуються на платі (SMD-компоненти) - резистори, конденсатори, діоди і інтегральні схеми - зазвичай мають дві контактні ніжки (майданчика), які припаюються до відповідних контактів на поверхні.

• Для паяння в SMD-платі використовується паяльний матеріал, як правило, це сплав свинцю і олова, також можливі безсвинцеві версії паяльного матеріалу. Для його нагрівання використовується паяльна станція з лупою або мікроскопом.

• Початку роботи передує підготовка плати. Вона очищається від флюсу, інших забруднень, перевіряється на відсутність дефектів. За допомогою пінцета, відповідно до проєкту, компоненти розміщуються на поверхні. Далі здійснюється паяння за допомогою паяльної станції та паяльного матеріалу.

• У роботі може використовуватися флюс - речовина, яка видаляє оксиди з поверхні і наноситься безпосередньо на неї або на паяльний матеріал перед початком процесу. Це дозволяє паяльному матеріалу краще розтікатися, що суттєво покращує якість паяння.

• Після завершення процесу слід здійснити перевірку та налагодження зібраної схеми. Крім описаного вище варіанту з тактовою кнопкою та світлодіодами, можливо, знадобиться використання більш серйозного обладнання: осциллографа, мультиметра. Перевірка повинна підтвердити очікувані електричні параметри та функціональність зібраної плати.

• На завершення потрібно подбати про захист завершеної схеми від можливих пошкоджень під час зберігання або можливого транспортування.

Досвід і навички роботи з макетними платами з пайкою з'являться з практикою та з часом.

Цікавий світ електроніки об'єднує однодумців у відкриті спільноти. Приєднавшись до такої, ви знайдете підтримку у процесі розробки, програмування та створення власних прототипів електронних пристроїв. Тут ви зможете познайомитися з досвідченими фахівцями та ентузіастами, отримати цінні поради і поділитися своїми розробками. Спілкування з людьми, які поділяють ваші інтереси, додасть вам сил і віри у себе у втіленні нових проєктів.

Бажаємо успіхів у вашій електронній творчості!