Ретро-прототипирование, отлично подходит для обучения: 14 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Вы когда-нибудь задумывались, откуда появился термин «макетная плата»? Вот пример того, что такое макетные платы. На заре электроники компоненты были большими и громоздкими. У них не было транзисторов или интегральных схем, только электронные лампы. Таким образом, было обычной практикой создавать прототипы цепей на деревянном блоке, используя гвозди или винты в качестве точек привязки цепей. Гнезда для трубок можно было прикрутить с помощью стоек, трансформаторы и более крупные компоненты также были прикручены к плате. Резисторы, конденсаторы и катушки можно было припаять к шляпкам гвоздей.

Этот метод все еще полезен для некоторых схем. Это пример моего проекта для детей, которые хотели изучать электронику. Они могли построить схему, следуя схеме. Когда закончили, они могли забрать схему домой и оставить ее себе. Его не нужно было разбирать для следующего пользователя, как в случае с современными беспаечными макетами.

Схема здесь представляет собой простой нестабильный мультивибратор. Красный и зеленый светодиоды чередуются. Частота мигания определяется постоянной времени RC резисторов и конденсаторов.

Шаг 1. Необходимые материалы

1. Кусок мягкой древесины размером примерно 3 на 5 дюймов (или больше). Чистая сосна хорошо подойдет.

2. Немного спрея клея.

3. Несколько гвоздей с медным покрытием 3/4 дюйма (доступны в Home Depot).

4. Около фута 24-га луженого шинного провода. (или снимите изоляцию с одножильного провода 24ga)

5. Два резистора (R1 и R4), 470 Ом, 1/4 Вт.

6. Два резистора (R2 и R3), 51 000 Ом, 1/4 Вт. (см. текст)

7. Два конденсатора (C1 и C2), алюминиевый электролитический емкостью 10 мкФ. (см. текст)

8. Два светодиода по 5 мм, красный и зеленый - в порядке.

9. Два NPN-биполярных малосигнальных транзистора. 2N2222, 2N3904 или аналогичный.

10. Аккумулятор на 9 В и зажим для аккумулятора.

Шаг 2. Необходимые инструменты

1. Маленький молоток.

2. Паяльник и припой

3. Ножницы.

4. Кусачки.

5. Игольчатые плоскогубцы.

6. Защита глаз

Шаг 3: Распечатайте схему

Загрузите файл PDF и распечатайте его. Обязательно выбирайте «фактический размер» при печати. Полученное изображение должно быть около 3 дюймов в ширину и 2 дюйма в высоту.

Шаг 4: Установите схему на плату

Вырежьте схему. Слегка нанесите на спину клей-спрей. Нажмите на схему на плате примерно по центру.

Шаг 5: забейте гвозди

С этого момента обязательно носите защитные очки!

Используя небольшой молоток, забейте гвозди в доску в каждой круглой точке на схеме. Эти точки известны как узлы схемы. Всего 14 узлов.

Гвозди следует забивать примерно на 1/4 дюйма. Это оставит 1/2 дюйма над доской.

Примечание. Работая с подобными вещами, проще всего начать с середины доски и работать снаружи. То же самое и с пайкой.

Шаг 6: Установите перемычки

Если вы внимательно посмотрите на схему, вы увидите несколько узлов, соединенных проводом. Шина заземления вдоль нижней части схемы, силовая шина вдоль верхней части схемы и два соединения от конденсаторов к базе транзисторов.

Установите каждый из четырех проводов, плотно обернув провод вокруг гвоздя, а затем обернув его вокруг каждого гвоздя, к которому он подсоединяется. В центре контура две перемычки должны пересекаться друг с другом, но не должны касаться друг друга. Установите первый из них близко к плате. Установите вторую высоту на гвозди, чуть ниже головы.

Шаг 7: припаяйте и обрежьте перемычки

Припаяйте каждую проволоку к ногтю и обрежьте лишнюю проволоку. Будьте осторожны, не позволяйте проводам летать по комнате.

Ваш макет должен выглядеть так, как на фото.

Шаг 8: закройте каждый гвоздь каплей припоя

Припаяйте каплю припоя на верхушку каждого гвоздя. Если выводы (явно обозначенные светодиоды) ваших компонентов чистые, небольшая капля - это все, что вам понадобится. Посмотрите на фото крупным планом. Ваши ногти выглядят так? Обратите внимание на припайку перемычки и пятно на вершине гвоздя.

Шаг 9: Установите резисторы

Нужно припаять четыре резистора. В этом прототипе мы используем «чистый» подход. Здесь детали аккуратно подрезаются для придания аккуратного вида. Другой подход кажется небрежным, потому что выводы компонентов оставлены длинными, чтобы их можно было использовать повторно. Подробнее об этом позже.

R1 и R4 - 470 Ом или желто-фиолетовый-коричневый-золотой. Поместите резистор на шляпки гвоздей. Припаяйте каждый конец, просто переливая каплю припоя. Обрежьте каждую ногу близко к шляпке гвоздя.

R2 и R3 - 51K (51 000) Ом или зеленый-коричневый-оранжевый-золотой. Припаять и обрезать.

На самом деле значение R2 и R3 может быть различным, если вы хотите использовать конденсаторы разной емкости или изменить частоту мигания. Я сделал схему и обнаружил, что у меня под рукой нет конденсаторов на 10 мкФ. Поэтому я использовал конденсаторы 22 мкФ и вместо них резистор 27 кОм. Это дает примерно такую же частоту мигания.

Шаг 10: Установите светодиоды

Светодиоды должны идти определенным образом. Обратите внимание, что на схеме показана стрелка, точка которой касается полосы. Штанга - катод, стрелка - анод. Если вы внимательно посмотрите на светодиод, вы увидите, что один провод длиннее (анод), а на корпусе светодиода есть небольшое плоское пятно рядом с более коротким проводом (катод).

Аккуратно согните каждый вывод светодиода на 90 градусов, как на фото. Лучше всего использовать плоскогубцы, чтобы удерживать провод рядом с корпусом светодиода, а затем согнуть провод с открытого конца. Это предотвращает растрескивание корпуса светодиода при изгибе.

Припаяйте каждый светодиод плоской стороной к транзистору. Обрежьте оба провода.

Шаг 11: Установите конденсаторы

Это алюминиевые электролитические конденсаторы. Они также должны быть установлены определенным образом. Как и у светодиодов, самый длинный вывод конденсатора - это «положительная» сторона. Вы увидите противоположную сторону, отмеченную «-», знаком минус.

Согните провода так же, как и провода светодиодов. Припаяйте на месте, помня о отметке «+» на схеме, это более длинный вывод. Обрезать после пайки.

Шаг 12: Последние компоненты, транзисторы

Транзисторы имеют три вывода: коллектор, базу и эмиттер. Присмотритесь к фото. Обратите внимание, что плоская сторона обоих транзисторов находится на правой стороне, хотя центральный вывод изогнут в другом направлении. На Q1 центральный вывод изогнут в сторону плоской стороны, на Q2 - в сторону круглой стороны.

Припаяйте каждый транзистор на место и обрежьте.

Шаг 13: Подключите источник питания и посмотрите, что произойдет

Припаяйте красный (положительный) провод от зажима аккумулятора к шине питания в верхней части схемы. (верх R1)

Припаяйте черный (отрицательный) провод к шине заземления (нижняя часть Q1).

Подключите аккумулятор. Светодиоды мигают туда-сюда, посмотрите видео в качестве примера.

При желании вы можете использовать несколько гвоздей, чтобы удерживать аккумулятор на месте.

Шаг 14: Не очень красивый способ

Вот еще один макет. Обратите внимание, что выводы компонентов оставлены на всю длину. Это некрасиво, но позволяет разбирать доску и использовать детали для других проектов. Проблема заключается в том, что провода можно легко замкнуть накоротко.