Protoboard en el soldador. ¿Cómo usar la placa de pruebas soldada? “Anatomía de las placas de circuito sin soldadura”
Al diseñar y ensamblar nuevos circuitos electrónicos, se requiere su depuración. Se lleva a cabo en una placa de circuito temporal, que le permite colocar libremente los componentes para garantizar la posibilidad de un reemplazo rápido y conveniente, y realizar trabajos de control y medición.
Las partes en dicha placa se pueden unir mediante soldadura, y el sitio en sí se llamará placa de prototipos. Para no volver a exponer los componentes a tensiones mecánicas y térmicas, los ensambladores y diseñadores utilizan una placa de prueba sin soldadura. A menudo, los radioaficionados llaman a este dispositivo una placa de pruebas.
La placa de pruebas de ensamblaje sin soldadura le permite ensamblar un circuito eléctrico y ejecutarlo sin el uso de un soldador. Al mismo tiempo, puede verificar todos los parámetros y características del futuro dispositivo conectando dispositivos de medición y control a la placa.
La protoboard es una placa hecha de un material polimérico que es un dieléctrico. Los orificios de montaje se perforan en la placa en un orden determinado, en los que se deben insertar los cables de las piezas: los componentes del futuro dispositivo.
Los orificios permiten la conexión de cables con un diámetro de 0,4-0,7 mm. Están ubicados en el tablero, por regla general, con un paso de 2,54 mm.
Para simular las conexiones de los pines de los componentes entre sí, la placa tiene placas conductoras especiales que conectan los orificios en un orden determinado.
Como regla general, estas conexiones se realizan en grupos a lo largo del tablero a lo largo de sus lados largos. Puede haber dos o tres filas de este tipo. Estos grupos de contactos se utilizan como barras colectoras para conectar la alimentación.
Entre las filas longitudinales, los agujeros están conectados por placas en grupos de cinco. Estas placas están dispuestas en una dirección a través del tablero.
Cerca de los orificios en los lugares de futuros contactos, las placas conductoras tienen características de diseño que le permiten sujetar y sujetar firmemente los cables de las piezas, al tiempo que garantiza la presencia de contacto eléctrico. Este es el significado de montar sin soldar.
Las placas de prueba de alta calidad permiten el montaje y desmontaje mientras mantienen una conexión fuerte y confiable entre las piezas hasta 50 000 veces.
Las placas de prueba fabricadas industrialmente y compradas en una red minorista, por regla general, tienen un diseño de contactos y conexiones conductoras entre orificios.
Cómo utilizar
Para utilizar con éxito y racionalmente la placa de prueba, también debe tener los siguientes dispositivos:
- varios cables de montaje con un diámetro de 0,4-0,7 mm para instalar varios puentes y conectar la alimentación;
- cortadores laterales;
- alicates;
- pinzas.
Por supuesto, no se necesita un soldador para montar sin soldar, pero puede ser necesario para soldar los cables a los terminales de la fuente de alimentación si no hay productos desmontables. A veces se tendrá que usar soldadura para blindaje.
Conociendo la ubicación de las pistas conductoras en la protoboard, es fácil montar cualquier circuito y, al conectarlo a una fuente de alimentación, comprobar su funcionamiento. Para el montaje, solo necesita insertar los cables de los componentes en los terminales de los conectores y conectarlos en la secuencia deseada.
En este caso, es necesario comprender claramente la ubicación de las pistas conductoras para evitar un cortocircuito. Si es necesario hacer contactos entre pistas en la placa de prueba, se utilizan conectores.
Si los cables de las piezas no encajan en el diámetro de los orificios de montaje, puede soldarlos o enrollarlos con piezas de un cable adecuado. Los chips y componentes en paquetes BAG están instalados en el centro de la placa.
Preparación y blindaje
Para trabajar con una placa de prototipos, especialmente si está destinada a montarse sin soldar, primero es necesario realizar un trabajo preparatorio. Esto es especialmente cierto si la pizarra no se ha utilizado durante mucho tiempo.
La preparación incluye limpiar la placa de prueba del polvo. Para hacer esto, puede usar un cepillo suave y puede usar una aspiradora o una lata de aire comprimido para limpiar los agujeros.
El siguiente paso es sonar las pistas conductoras con un multímetro para no perder tiempo buscando una posible pérdida de contacto al instalar el circuito.
Al depurar dispositivos, es posible que no funcionen correctamente debido a diversas interferencias y corrientes inducidas que se producen durante el funcionamiento del circuito. Para eliminar este fenómeno, es necesario aplicar un blindaje de tablero.
Para esto, se utiliza una placa de metal, unida desde abajo y conectada por soldadura a un bus común, que posteriormente se volverá negativo.
Para utilizar con éxito una placa de prueba soldada y realizar una depuración rápida, se recomienda comprar varias placas de prueba de diferentes tamaños.
En primer lugar, esto permitirá ensamblar circuitos complejos en bloques separados, depurar cada uno y luego conectarlos en un solo dispositivo. En segundo lugar, de esta manera puede ensamblar dispositivos adicionales que pueden ser necesarios para controlar el funcionamiento del circuito principal.
Es mejor comprar una placa de prototipos con un conjunto de cables de conexión. También se les llama "saltadores".
Pero en algunos casos, puede ahorrar una cantidad significativa si compra una placa sin soldadura que no esté equipada con conectores. En este caso, se pueden hacer independientemente de un cable adecuado.
El cable KSVV 4-0.5 utilizado en la instalación de sistemas de alarma contra incendios es ideal. Este cable tiene 4 hilos aislados de alambre de cobre delgado con un diámetro de 0,5 mm. Un metro de cable será suficiente para obtener muchos puentes de conexión.
Durante la instalación, siempre es necesario conectar de forma segura todos los terminales de semiconductores y microcircuitos. Incluso si no se utilizan pines, deben conectarse a un bus común para evitar corrientes inducidas.
Cuando utilice placas de prototipos, solo puede usar piezas de bajo voltaje que funcionen con un voltaje de no más de 12 V. No conecte 220 V CA de una fuente de alimentación doméstica a la placa de prototipos.
El uso adecuado de una placa de prueba sin soldadura simplificará en gran medida el ensamblaje de todo el circuito y reducirá el costo de fabricación del dispositivo en el que se utilizará dicho circuito.
Veamos el diseño y el propósito de las placas de pruebas sin soldadura. ¿Cuál es su ventaja sobre otros tipos de ensamblaje y cómo trabajar con ellos, así como qué circuitos se pueden ensamblar rápidamente en ellos para un principiante?
antecedentes
El primer problema al que se enfrenta un radioaficionado no es ni siquiera la falta de conocimientos teóricos, sino la falta de fondos y conocimientos sobre cómo instalar dispositivos electrónicos. Si no sabe cómo funciona esta o aquella parte, esto no le impedirá conectarla de acuerdo con el diagrama del circuito eléctrico, pero para ensamblar el circuito de manera visual y eficiente, necesita una placa de circuito impreso. La mayoría de las veces se fabrican con el método LUT, pero no todos tienen una impresora láser. Nuestros padres y abuelos pintaban tablas a mano con esmalte de uñas o pintura, y luego las grababan.
Aquí, el principiante se ve superado por el segundo problema: la falta de reactivos para el grabado. Sí, por supuesto, el cloruro férrico se vende en todas las tiendas de componentes electrónicos, pero al principio necesita comprar y estudiar muchas cosas, por lo que es simplemente difícil prestar atención a la tecnología de grabado de placas de lámina de textolita o getinaks. Y no solo para principiantes, sino también para radioaficionados experimentados, a veces no tiene sentido envenenar el tablero y gastar dinero en un producto sin terminar en las etapas de su ajuste.
Para evitar problemas al encontrar cloruro férrico, textolita, una impresora y no obtenerla de su esposa (madre) por el uso no autorizado de una plancha, puede practicar el montaje de dispositivos electrónicos en placas de prueba sin soldadura.
¿Qué es una placa de pruebas sin soldadura?
Como su nombre lo indica, esta es una placa en la que puede ensamblar un diseño de dispositivo sin usar un soldador. El diseño, como se le llama popularmente, está presente en las tiendas en diferentes tamaños y los modelos difieren un poco en el diseño, pero el principio de funcionamiento y su estructura interna son los mismos.
La placa consta de una carcasa de plástico ABS que contiene conectores enchufables que se asemejan a barras colectoras de metal gemelas entre las que se sujeta un conductor. En el frente de la caja, hay orificios, numerados y marcados, en los que puede insertar cables, patas de un microcircuito, transistores y otros componentes de radio en cajas con cables. Echa un vistazo a la imagen de abajo, representé todo esto en ella.
En la placa de circuito impreso considerada, las dos columnas extremas de orificios en cada lado se conectaron verticalmente con neumáticos comunes, a partir de los cuales se forman generalmente el bus de contacto positivo de la fuente de alimentación y el negativo (bus común). Por lo general, se indica con una franja roja y azul a lo largo del borde del tablero, más y menos, respectivamente.
La parte central del tablero se divide en dos partes, cada una de las partes se combina línea por línea con cinco agujeros en fila en este tablero en particular. La figura muestra una conexión esquemática de los agujeros (líneas sólidas negras).
La estructura interna de la placa se muestra en la siguiente figura. Las barras colectoras dobles sujetan los conductores como se ilustra. Las líneas en negrita indican conexiones internas.
Dichos tableros en el entorno de habla inglesa se llaman Breadboard, con este nombre puede encontrarlo en aliexpress y tiendas en línea similares.
¿Cómo trabajar con ella?
Simplemente inserte las patas de los componentes electrónicos en los orificios, conectando las partes entre sí a lo largo de líneas horizontales y suministrando energía desde los extremos verticales. Si necesita un puente, a menudo usan unos especiales con enchufes delgados al final, se pueden encontrar en las tiendas con el nombre de "puentes dupont" o puentes para arduino, por cierto, también puede insertarlo en una placa de pruebas de este tipo y monta tus proyectos.
Si no tenía suficientes tamaños para un tablero, puede combinar varios, es como si los rompecabezas se insertaran entre sí, preste atención a la primera imagen del artículo, el circuito se ensambla en dos tableros conectados. En uno de ellos hay una espiga, y en el otro una muesca, biselada desde la parte exterior hasta la caja del tablero para que no se deshaga la estructura.
Montaje de circuitos simples en una placa de pruebas
Es importante que un radioaficionado principiante ensamble rápidamente el circuito para asegurarse de que funciona y comprender cómo funciona. Echemos un vistazo a cómo se ven los diferentes circuitos en una placa de pruebas.
El circuito multivibrador simétrico se recomienda como el primero para muchos principiantes, le permite aprender cómo conectar partes en serie y en paralelo, así como determinar el pinout de los transistores. Se puede montar en superficie o se puede enrutar la placa de circuito impreso, pero esto requiere soldadura, y el montaje en superficie, a pesar de su simplicidad, es realmente muy difícil para los principiantes y está plagado de cortocircuitos o mal contacto.
Vea lo simple que se ve en una placa de prueba sin soldadura.
Por cierto, tenga en cuenta aquí que no se utilizaron puentes Dupont. Por lo general, no siempre se pueden encontrar en las tiendas de radio, y especialmente en las tiendas de los pueblos pequeños. En su lugar, puede usar los núcleos del cable de Internet (par trenzado), están aislados y el núcleo no está barnizado, lo que le permite exponer rápidamente el extremo del cable quitando una pequeña capa de aislamiento e insertándolo en el conector en la placa.
Puede conectar las partes como desee, solo para proporcionar el circuito deseado, aquí está el mismo circuito, pero ensamblado de manera ligeramente diferente.
Por cierto, para describir las conexiones, puede usar las marcas del tablero, las columnas se indican con letras y las filas con números.
Para sus diseños, existen tales fuentes de alimentación, tienen enchufes que se montan en una placa sin soldadura al conectarse a los buses "+" y "-". Esto es conveniente, tiene un interruptor y un regulador de voltaje lineal de bajo ruido. En general, no será difícil para usted crear una placa de este tipo y ensamblarla.
Así, por ejemplo, para comprobarlo. La imagen muestra una versión más "avanzada" de la placa de circuito impreso con terminales de tornillo para conectar la fuente de alimentación. El ánodo del LED está conectado al power plus (bus rojo) y el cátodo está conectado al bus horizontal del área de trabajo, donde está conectado a una resistencia limitadora de corriente.
Fuente de alimentación en un estabilizador lineal tipo L7805, o cualquier otro microcircuito de la serie L78xx, donde xx es el voltaje que necesita.
El circuito ensamblado del tweeter en la lógica. El nombre correcto para dicho circuito es Generador de pulsos en elementos lógicos de tipo 2i-not. Primero, lea el diagrama del circuito eléctrico.
Como chip lógico, es adecuado un K155LA3 doméstico o un 74HC00 de tipo extranjero. Los elementos R y C establecen la frecuencia de funcionamiento. Aquí está su implementación en el tablero sin soldar.
A la derecha, sellado con papel blanco, hay un zumbador. Se puede sustituir por un LED si se reduce la frecuencia.
Cuanta más resistencia O capacitancia, menor es la frecuencia.
Y así es como se ve un proyecto típico de Arduino en la etapa de prueba y desarrollo (y, a veces, en la forma final, dependiendo de cuán perezoso sea).
De hecho, la popularidad de los “bradboards” ha aumentado significativamente en los últimos años. Le permiten ensamblar circuitos rápidamente y verificar su rendimiento, así como usarlos como conector al flashear microcircuitos en un paquete DIP y, en otros casos, si hay un adaptador.
Limitaciones de la placa de prueba sin soldadura
A pesar de su simplicidad y ventajas obvias sobre la soldadura, las placas de prueba sin soldadura tienen una serie de desventajas. El hecho es que no todos los circuitos funcionan normalmente en este diseño, echemos un vistazo más de cerca.
En placas de prueba sin soldadura, no se recomienda montar convertidores potentes y, especialmente, circuitos de pulso. El primero no funcionará normalmente debido a la capacidad de carga actual de las pistas de contacto. No deberías subir sobre corrientes de más de 1-2 Amperios, aunque hay informes en Internet que incluyen 5 Amperios, saca tus propias conclusiones y experimenta.
seguridad ELECTRICA
No olvide que el alto voltaje es peligroso para la vida. La creación de prototipos de dispositivos que funcionen, por ejemplo, con 220 V está estrictamente PROHIBIDA. Aunque los terminales están cubiertos con un panel de plástico, un montón de conductores y puentes pueden provocar un cortocircuito o una descarga eléctrica accidental.
Conclusión
La placa de prueba sin soldadura es adecuada para circuitos simples, circuitos analógicos que no tienen requisitos elevados de conexiones eléctricas y precisión, automatización y circuitos digitales que no funcionan a altas velocidades (GigaHertz y decenas de MegaHertz ya son demasiado). Al mismo tiempo, el alto voltaje y las corrientes son peligrosos, y para tales fines es mejor usar placas de circuito impreso y montaje en superficie, mientras que un principiante no debe realizar el montaje en superficie de dichos circuitos. El elemento de las placas de prueba sin soldadura son los circuitos más simples hasta una docena de elementos y proyectos de aficionados en Arduino y otros microcontroladores.
Para un ensamblaje confiable de dispositivos, se crean placas de circuito impreso individuales. Si los hace usted mismo, tomará mucho tiempo y tendrá que jugar con productos químicos y un soldador. Los tableros individuales con montaje industrial por encargo son extremadamente caros para tiradas pequeñas.
Para el montaje rápido de circuitos eléctricos sin soldaduras y sin problemas, existe tabla de pan. También se le llama protoboard, protoboard o tablero de circuitos'om.
Principio de funcionamiento
Debajo de una capa de plástico, se ocultan placas-rieles de cobre, dispuestos de acuerdo con un principio simple:
ejemplo de uso
El mismo circuito en una placa de prueba se puede ensamblar de muchas maneras. Analicemos un ejemplo de una de las configuraciones para tal esquema:
En un tablero de maqueta, su realización física se puede hacer de esta manera:
A lo que debes prestar atención:
Los colores de los cables, por supuesto, no importan. Sin embargo, es una buena práctica utilizar cables rojos para la línea de alimentación y cables negros o azules para la línea de tierra.
Conectamos la fuente de alimentación a los rieles laterales largos. Esto le permite no tirar de una gran cantidad de cables desde diferentes partes del circuito, y la tarea de reemplazarlo o moverlo se simplifica enormemente.
La posición de todo el circuito en el protoboard no es tan importante. Importante posición mutua componentes entre sí
¿Por qué lo hacen? Esto le permite identificar deficiencias, refinar el circuito y luego, cuando se depura el dispositivo, transferirlo a una placa de circuito impreso divorciada hecha de lámina de textolita. Porque depurar y hacer cambios en un dispositivo soldado en una placa grabada siempre es mucho más difícil. Por supuesto, en este caso, puede cambiar el circuito cortando algunas de las pistas, soldando las partes con un montaje con bisagras desde el lado de impresión, etc., pero esto ya es un caso extremo.
Hoy en día, hay muchas placas excelentes para prototipos de collares en el mercado, a un precio bajo, especialmente si las compra sin cables de conexión. A continuación se puede ver un ejemplo de un dispositivo ensamblado en una placa de este tipo:
Considere cómo se organizan las placas de prueba de boquilla, usan contactos cargados por resorte conectados 5 piezas en una fila con contactos de estaño, generalmente se organizan verticalmente:
También en el tablero hay filas de orificios para la fuente de alimentación (generalmente ubicados horizontalmente), más y menos, indicados respectivamente (+) y (-) en el tablero. Cuando se clava un cable en un orificio de la placa, se fija, y si se inserta un segundo cable en el mismo grupo de orificios conectados dentro de la placa, habrá contacto entre ellos. Las placas de prueba se dividen en pinzas o sin soldadura, que discutimos anteriormente, y placas que necesitan ser soldadas. En las placas de prueba de fábrica diseñadas para soldar, inserte un cable en el orificio y suéldelo con un contacto en la placa. Un ejemplo de un tablero de este tipo se encuentra en la siguiente foto:
Todas las conexiones en dichas placas se realizan con un cable de montaje flexible, soldándolo a los contactos utilizados. Dicho cable puede estar desnudo y luego, para evitar cortocircuitos, se suelda a lo largo de todo lo siguiente a los contactos en el tablero, como podemos ver en la foto a continuación:
Además, el cable que conecta los contactos se puede aislar y luego se suelda solo a los contactos que deben conectarse. Por ejemplo, como en la siguiente figura:
Conexión de soldadura de tablero con cable aislado
Así es como se ve el dispositivo, desde el lado de las piezas, ensamblado en una placa de pruebas:
El paso de los agujeros en la placa diseñada para soldar (sin embargo, como la placa de pinzas) es de aproximadamente 2,5 mm y corresponde al paso de las patas de los microcircuitos hechos en un paquete Dip. Algunos artesanos radioaficionados, aparentemente por principio, hacen algo similar a los tableros de fábrica, con sus propias manos:
En la fabricación de una placa de este tipo, se aplica un patrón de protección contra el ataque químico a los lugares de futuros contactos utilizando un marcador o , y se graba de la manera habitual y luego se taladra. Las placas de pruebas para depurar el dispositivo las puede hacer usted mismo y de una manera más simple, dividiendo una pieza de textolita de aluminio en secciones con un cortador:
En la época soviética, cuando no había placas de prueba de fábrica a la venta, e incluso la textolita de aluminio no estaba disponible para todos, los radioaficionados también fabricaban tales placas de prueba:
Hicieron una placa de prueba de este tipo a partir de pétalos de estaño presionados en una textolita no laminada o en una pieza de madera contrachapada: los contactos, posteriormente estañados, y los componentes de radio y los cables de conexión ya estaban soldados a estos pétalos. Material preparado por AKV.
Hay una protoboard de fábrica del siguiente tipo:
No me gusta por dos razones:
1) Al instalar piezas, debe girar constantemente hacia adelante y hacia atrás para colocar primero el componente de radio y luego soldar el conductor. Sobre la mesa se comporta inestable.
2) Después del desmontaje, los orificios quedan llenos de soldadura, antes del próximo uso de la placa, deben limpiarse.
Después de buscar en Internet varios tipos de placas de prueba que puedes hacer con tus propias manos y de los materiales disponibles, me encontré con varias opciones interesantes, una de las cuales decidí repetir.
Opción número 1
Cita del foro: « Por ejemplo, durante muchos años he estado usando estas placas de prueba caseras. Se ensamblan a partir de una pieza de fibra de vidrio, en la que se remachan pasadores de cobre. Dichos pines se pueden comprar en el mercado de la radio o se pueden hacer con alambre de cobre con un diámetro de 1,2-1,3 mm. Los pines más delgados se doblan demasiado y los pines más gruesos reciben demasiado calor al soldar. Este "dummy" te permite reutilizar los elementos de radio más cutres. Las conexiones se realizan mejor con un cable con aislamiento fluoroplástico MGTF. Luego, una vez hechos, los extremos durarán toda la vida.
Creo que esta opción me conviene más. Pero la fibra de vidrio y los pines de cobre prefabricados no están disponibles, así que lo haré de manera un poco diferente.
Se extrajo alambre de cobre del alambre:
Limpié el aislamiento y, usando un limitador simple, hice pines de la misma longitud:
Diámetro del pasador — 1 milímetro.
Para la base del tablero se tomó el espesor de la madera contrachapada. 4mm (cuanto más gruesos, más fuertes se sujetarán los pasadores):
Para no sufrir con el marcado, pegué papel rayado en la madera contrachapada con cinta adhesiva:
Y taladré agujeros con un tono 10mm diámetro del taladro 0,9 mm:
Obtenemos incluso filas de agujeros:
Ahora necesitas martillar los pasadores en los agujeros. Dado que el diámetro del orificio es más pequeño que el diámetro del pasador, la conexión estará apretada y el pasador quedará firmemente fijado en la madera contrachapada.
Al colocar los pasadores debajo de la parte inferior de la madera contrachapada, debe colocar una lámina de metal. Los pines se atascan con movimientos ligeros, y cuando el sonido cambia, significa que el pin ha llegado a la hoja.
Para que el tablero no se mueva, hacemos patas:
Pegamos:
¡La placa está lista!
Con el mismo método, puede hacer una placa para montaje en superficie (foto de Internet, radio):
A continuación, para completar, daré algunos diseños adecuados que se encuentran en Internet.
Opción número 2Se martillan chinchetas con cabeza de metal en una pieza del tablero:
Solo queda estañarlos. Los botones cobreados se estañan sin problemas, pero con los de acero. 