5 טיפים להצלחת לחם: 5 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

שמי ג'רמי, ואני בשנה הצעירה שלי באוניברסיטת קטרינג. כסטודנט להנדסת חשמל, הייתה לי ההזדמנות לבלות שעות רבות במעבדות בבניית מעגלים קטנים על לוחות לחם. אם אתה בעל ניסיון בייצור מעגלים קטנים ופרויקטים אלקטרוניים עשה זאת בעצמך, ייתכן שלא תמצא כאן הרבה תועלת. מטרת הוראה זו היא לכסות את יסודות השימוש בלוח לחם, היכרות עם רכיבים נפוצים ובניית מעגלים קטנים. בנוסף, אדון בקצרה כיצד לארגן את המעגל שלך, וכן כמה אסטרטגיות לפתרון בעיות לאותם מקרים בהם דברים משתבשים.

ההנחה היא שאדם הקורא זאת מכיר קצת את יסודות האלקטרוניקה והטרמינולוגיה: זרימת זרם, מתח, קוטביות, מוליכות, קצר, מעגל פתוח, צומת והטיות. בנוסף, ההנחה היא שהקורא מכיר את מתגי ספקי הכוח המשמשים בסביבת המעבדה.

אני כותב את זה כי אני נהנה לבנות מעגלים קטנים במעבדות וראיתי כמה בעיות ושגיאות נפוצות בדרך. התקווה שלי היא שזה יעזור למישהו שרק יצא למסע שלו לגילוי האלקטרוניקה למצוא משהו שימושי שיחסוך לו חלק מכאבי הראש שנתקלתי בהם בדרך, ויפתח את הדלת לשמחות של בניין מעגלים קטנים!

שלב 1: לוח הלחם

מהו לוח לחם ?:

כלי פופולרי לאב טיפוס ובדיקת מעגלים, המאפשר למשתמש להתחבר במהירות ולהחליף רכיבים ולבצע צמתים בקלות. שימוש בלוח לחם מאפשר הרכבה ושינוי מהיר של מעגלים ללא דרישות הלחמה.

התצורה:

רצועות מסוף: הפעלה אופקית, כאשר מספרים של שורות מוגדלים בחמישה ואותיות עמודה בקבוצות של חמש. שורה 1, עמודות A-E מהוות נקודת מגע רציפה אחת-או צומת, ושורה 1, עמודות F-J מהוות נקודה נוספת

רצועות אוטובוס: הפעל אנכית בזוגות לאורך כל צד, ותויגו "+" או "-". פס + כולו הוא צומת רציף אחד, והרצועה - היא צומת רציפה, המאפשרת לחבר רכיבים רבים למקור חשמל

שוקת / חריץ: מעבירה את אורך לוח הלחם אנכית בין רצועות הטרמינל. השורות אינן רציפות בחריץ זה, ומאפשרות שימוש במעגלים משולבים (ICs)

ניתן לרכוש לוחות לחם במגוון גדלים וסגנונות, אך תיאור התצורה לעיל נשאר זהה בין אם יש לכם את לוח הלחם למחצה, או דגם גדול יותר עם מסופי כוח ולוחות מרובים המותקנים בלוח מתכת.

על מנת להצליח ביצירת המעגלים שלך, חשוב מאוד להבין היטב את פריסת נקודות המגע בלוח הלחם. כאשר הוא מופעל כראוי, לוח הלחם הוא כלי נהדר לבניית מעגלים וביצוע שינויים תוך כדי תנועה!

שלב 2: דע את המרכיבים שלך

במסגרת עיצוב המעגלים האלקטרוניים, נתקל במגוון רכיבים. אף על פי שזו לא נועדה להיות רשימה ממצה, אני אדגיש כמה מהרכיבים הנפוצים יותר, מטרתם וכמה אזהרות לטיפול. ניתן לחסוך כאבי ראש רבים על ידי טיפול ושימוש נכון ברכיבים. אם אתה רק מתחיל בתחום האלקטרוניקה, ניתן למצוא ערכות רכיבים רבות שיעניקו לך את היסודות בפחות מ -20 $.

הנגד: (נמדד באוהם) מתנגד לזרימת הזרם בתוך מעגל. בהתאם למיקום בתוך מעגל ניתן להשתמש כדי לחלק מתח או זרם. נגדים מכילים להקות צבעוניות המעידות על ערך ההתנגדות שלהם באוהם כמו גם על הסובלנות שלהם. טבלה שימושית לקביעת ערכי ההתנגדות. ניתן למקם נגד לכל כיוון בתוך מעגל, והוא יפעל באותו אופן (אין לו קוטביות).

התנגדות צילום: מתנגדת לזרימת הזרם. ערך ההתנגדות משתנה בהתאם לאור הסביבה. ניתן להשתמש ביישומי עמעום או הפעלת מעגל בתנאי תאורה נמוכה.

קבלים: (נמדד ב- Farads) קבל אוגר אנרגיה שאפשר לפזר אותו למעגל בזמן מאוחר יותר. הוא פועל כחסימה לזרם ישר, אך מאפשר לעבור זרם חילופין. לקבלים יש מגוון רחב של יישומים החל מסינון תדרים ועד להחלקת אדוות במעגל מיישר. חשוב לציין כי בעוד שקבלי דיסקים קרמיים אינם רכיבים קוטביים, יש להקפיד על קבלים אלקטרוליטיים, מכיוון שיש להם מוביל ייעודי לחיבור למסופים החיוביים והשליליים ועלולים להינזק כאשר הם ממוקמים לאחור.

טרנזיסטור: טרנזיסטור הוא מוליך למחצה המסדיר את זרימת הזרם, מגביר אותות או פועל כמתג. ישנם סוגים רבים ושונים של טרנזיסטור, אך השיקול החשוב ביותר בעיצוב מעגלים מוקדמים (בהנחה שיש לך את הטרנזיסטור הנכון ליישום) הוא שיש להקפיד על מניעת הלם סטטי לרכיבים אלה.

דיודה: דיודה היא מוליך למחצה הפועל כשסתום סימון חד כיווני לזרימה הנוכחית. כשהוא מוטה קדימה, הזרם נכנס לאנודה (+ עופרת) וזורם החוצה מהקטודה (- עופרת). אולם כאשר הוא מוטה הפוך, הוא פועל כמתג פתוח, ואין זרם זורם על פני הרכיב. יש לקחת בחשבון את הכיוון, שכן הצבת דיודה לאחור תגרום להתנהגות מעגל לא רצויה, או לדיודה שנפוצצת.

דיודה פולטת אור (L. E. D): דיודה מיוחדת הפולטת אור כשהיא מוליכה. משמש ביישומים קטנים רבים שבהם יש צורך באינדיקטורים. היתרונות כוללים צריכת חשמל נמוכה במיוחד וחיים ארוכים במיוחד.

מעגל משולב: הרכיב האחרון שאציג הוא המעגל המשולב (IC). יש הרבה יותר מדי וריאציות לרשום כאן, אבל כמה הן המגבר התפעולי, טיימרים, וויסות מתח ומערכי לוגיקה. מעגלים משולבים מספקים מעגל שלם בתוך שבב קטן ויכולים להכיל נגדים, דיודות, קבלים וטרנזיסטורים כולם בתוך שבב קטן יותר מכל שקל. יש מוסכמה למספור הסיכות על שבב IC, יש כניסה או נקודה על פני השבב, וזה תואם לפין מספר 1, ואז הסיכות ממוספרות ברצף לאורך הצד, ומגבות את השני.

זְהִירוּת! מעגלים משולבים יכולים להיהרס מהלם סטטי.

יחד עם הרכיבים הנ ל, ישנם משרנים, ממסרים, מתגים, פוטנציומטרים, נגדים משתנים, תצוגות של שבעה קטעים, נתיכים, שנאים … הבנתם את הרעיון! חיפוש מקוון מהיר יספק הרבה מידע שימושי (לדוגמה: סקירות של רכיבים, מה עושה טרנזיסטור ?, סוגי קבלים)

הכרת המידע הבסיסי אודות הרכיבים שבהם אתה משתמש, בין אם הם רגישים לסטטיות ובין אם לאו ויש להם קוטביות או לא, תועיל מאוד. לא רק שתחסוך זמן, כסף וכאבי ראש; אך סביר יותר שהמעגל יתפקד כרצונו הרבה יותר מהר!

שלב 3: ארגון הוא חיוני

ארגון - למה זה משנה?:

המעגלים הנ ל (צד ימין) זהים מבחינה תפקודית, אך בעלי מראה שונה במיוחד. בעוד הראשון משתמש פחות בחיווט, היא לא השיטה המועדפת לבניית מעגלים קטנים. יש מספיק מקום על קרש לחם למעגלים קטנים; אל תפחד לנצל את החלל הזה!

אמנם הבחירה במה להשתמש עבור לידים היא אישית, אך מספר דברים יכולים להקל על החיים באופן משמעותי. הרבה אנשים ישתמשו בחוט נחושת וייצרו לידים משלהם, אך העדפתי היא מגשרות קרש הלוח שניתן לרכוש בזול באינטרנט. המגשרים עשויים מחוטי חוט מול חוט הנחושת הנוקשה, ויש להם סיכה בקצה לשימוש קל. היתרון עם הגדילים, הוא שהחיווט גמיש בהרבה, כך שיש פחות סיכוי לנתק חיבור, ויש גמישות רבה יותר בניתוב. הערה אחרונה בנוגע לחיווט, זה מאוד עוזר "לצבוע" את החיווט שלך בצורה שקל לעקוב אחריו (איור משמאל למעלה). לדוגמה, אני אוהב לשמור על החיווט האדום והשחור שלי על המתחים החיוביים והשליליים שלי (בהתאמה), לעתים קרובות אני משתמש באפור או כתום עבור הקרקע המשותפת שלי, כחול לאות קלט ולבן או צהוב לצמתים פנימיים. אם יש לך מספר מקורות חשמל, כמו גם כניסות ממחולל אותות, כדאי ליצור תגים לחוטים ולסמן אותם כדי להבטיח חיבור תקין מאוחר יותר.

כשזה מגיע לעקוב אחר תרשים סכמטי, הדברים הרבה יותר קלים אם אתה מתווה את הרכיבים שלך על הלוח כמה שיותר קרוב לפריסה בסכימה. בדרך זו תוכל לראות את ערכי הרכיבים שלך במבט חטוף, כמו גם להקל על מעקב אחר מסלולי האותות / פתרון בעיות בכשלים. המעבדות במרבית בתי הספר ינחו אותך לעתים קרובות לבצע מדידת מתח או זרם בנקודה מסוימת במעגל; במקרים אלה שהמעגל שלך משקף פיזית את הסכימה היא עזרה ענקית! לבסוף, ככל שאתה נכנס למעגלים מורכבים ומתקדמים יותר, חשוב להרחיק רכיבים רגישים יותר (כגון מעגלים משולבים) ממשרנים, ממסרים ורכיבים אחרים בהם הם עלולים להינזק מהשדות המגנטיים.

אם למעגל שאתה בונה יש מעגל משולב אחד (או יותר), מספר הרכיבים והלידים הדרושים לבניית המעגל עלול להסתבך די מהר. כדי לסייע בהפחתת העומס ולהקל על עצמך, לעיתים קרובות שימושי למקם את המעגל המשולב הרחק מכל השאר על הלוח, ולמקם את הרכיבים האחרים עם מוליכים לסיכות ה- IC. בדרך זו, הרבה יותר קל לפענח דברים מאוחר יותר. אם המעגל אמור להיבנות בצורה קבועה מאוחר יותר, תוכל לאחד הכל כך שיתאים לחלל קטן יותר.

שלב 4: פתרון בעיות בסיסי

הכל בסדר - עד שלא!

אז עשית את שיעורי הבית שלך, אתה מבין את הרכיבים שלך, והמעגל בנוי בדיוק כפי שמראים ההוראות. הפוך את מתג ההפעלה … ו … שום דבר! אין זה נדיר לבנות מעגל קטן ולגלות אחר כך שמשהו אינו כשורה. כל זה חלק מתהליך הלמידה. לדעת היכן להתחיל עם פתרון בעיות יכול להפחית את הטרחה והגירוי של בעיות.

מקור חשמל: בדרך כלל עדיף להתחיל בפתרון בעיות ולהבטיח שהכוח יגיע למעגל. אם המעגל מופעל באמצעות סוללה, השתמש במטר רב כדי לבדוק את המתח ולוודא שהוא מספיק "מיץ" כדי להפעיל את המעגל. אם נעשה שימוש באספקת חשמל, יש לקחת בחשבון גורמים רבים:

מצב אספקת חשמל: לספקי כוח רבים יש יכולת לספק זרם קבוע (סמ"ק) או מתח קבוע (סמ"ק). חשוב לוודא כי ההגדרה הנכונה נבחרת על מנת לפעול נכון. רוב הפרויקטים הקטנים יחוברו לספק כוח במצב מתח קבוע

מתח קרקעי / שלילי: אם הפרויקט שלך מופעל באמצעות סוללה, לא סביר שזו תהיה בעיה. בעת שימוש באספקת חשמל, לעתים קרובות יופעל במעגלים מתח שלילי (כמו למשל על מגבר תפעולי) וכן שיש לו בסיס משותף. חשוב להבין את ההבחנה כאן, ולא לראות את המתח השלילי ואת הקרקע המשותפת כמחליפים

הגדרות ספק כוח: אם מופעל מתח שלילי, וודא שאתה יודע כיצד להתאים את הגדרות אספקת החשמל. זה ישתנה בין היצרנים, אך בדרך כלל יתבצע באמצעות מתגי הבחירה בחזית היחידה. בפעם הראשונה שהשתמשתי באספקת חשמל כדי לספק -12 וולט למגבר תפעולי, לא הצלחתי לבדוק שההגדרות למתח הותאמו הן לאספקה + והן ל -. כתוצאה מכך, ביליתי יותר משעה בבנייה מחדש / בדיקה כפולה של המעגל שלי

תצורת מעגל

בצע השוואה בין סכמטי למעגל, אם בנית את המעגל שלך כדי לשקף את הסכימה בפריסה, שלב זה הוא הרבה יותר פשוט.

בדוק את כיוון הרכיבים הקוטביים (דיודות, קבלים, טרנזיסטורים)

ודא כי מוליכי הרכיבים אינם נוגעים ביצירת תנאי קצר

ודא את רצועות המסוף, וודא שכל מוליכי החוטים והחוטים מוחדרים היטב לנקודת המגע ושכל הרכיבים שאמורים ליצור צומת אכן עושים זאת. קל לעבור בטעות לרצועת מסוף אחרת כשהעניינים מסתבכים. זה יוצר הפסקה (או מעגל פתוח)

אם הכל נראה טוב עם כוח, כיוון רכיבים וחיווט, התחל לחשוד ברכיב פגום. אם המעגל מכיל IC, לפעמים פשוט החלפת זה יכול לפתור את הבעיה. בנוסף, אם אתה נמצא בסביבת מעבדה וברכיבי מיחזור, אתה עשוי לגלות שיש לך קבלים, דיודה או טרנזיסטור פגומים שקבוצה חיבלה בעבר לא נכון והרסה

השלבים לעיל אמורים לפתור רבות מהבעיות בהן נתקלים בבניית מעגלים בסיסית, אך אם הכל נראה טוב ועדיין לא עובד, ייתכן שהגיע הזמן לפרק הכל, לבדוק שוב את כל ערכי הנגד ולבדוק את כל הרכיבים שהם יכול להיבדק עם הציוד הזמין. רוב התרשימים הסכימטיים - במיוחד אלה המשמשים מעבדות בסביבה האקדמית - נבנו והוכחו מספר פעמים, כך שלא סביר שהנושא טמון בעיצוב סכמטי. עם זאת, אם אתה יוצר אב טיפוס למעגל שלך ואינך מצליח לפתור בעיות באמצעות פתרון בעיות, זה עשוי להיות מועיל ביותר לחזור ללוח הציור ולנתח את מודל המעגל שלך על פגמים.

שלב 5: אל תוותרו

קל מאוד להתסכל בעת בניית מעגלים קטנים. ישנן אינספור וריאציות כיצד דברים עלולים להשתבש. חלק מהנושאים הרבה יותר קשים לפתרון בעיות מאחרים. למרות שקל יותר לומר מאשר להשיג, אל תתנו לתסכול להעיב על שיפוט. צא צעד אחורה, צנן והערך את המצב מנקודת מבט הגיונית. כמעט יצאתי ממעבדות מרובות הזדמנויות בגלל תסכול, רק כדי לגלות שמוביל אחד מנותק איפשהו או שפלט אות לא הופעל. לא פעם, הבעיה במעגל היא רק פרט קטן. נקיטת צעדים הגיוניים ומתודיים להערכת המעגל ולזיהוי הבעיה מביאה בדרך כלל לפתרון. יש כל כך הרבה היבטים של האלקטרוניקה לחקור, אל תתנו לנסיגות או לכישלונות לאפשר לכם לוותר על המאמץ המתגמל הזה!