Что такое макетная плата для Arduino. Как устроена макетная плата изнутри. Какие бывают виды макетных плат. Как правильно подключать компоненты на макетной плате. Как запитать схему на макетной плате.
Что такое макетная плата и для чего она нужна
Макетная плата (breadboard) — это универсальный инструмент для быстрого прототипирования электронных схем без пайки. Она позволяет легко соединять электронные компоненты и проводить эксперименты с различными схемами.
Основные преимущества использования макетных плат:
- Возможность быстро собрать и протестировать схему без пайки
- Легко вносить изменения в схему и заменять компоненты
- Многократное использование компонентов в разных проектах
- Удобно для обучения и экспериментов с электроникой
- Не требует специальных навыков и инструментов
Благодаря этим качествам макетные платы стали незаменимым инструментом для разработчиков электроники, инженеров и любителей.
Устройство и принцип работы макетной платы
Как устроена макетная плата изнутри? Она состоит из пластикового корпуса с отверстиями и металлических контактных полосок под ними. Отверстия сгруппированы определенным образом:
- Две шины питания по краям (обычно обозначены + и -)
- Центральная область с рядами по 5 соединенных отверстий
- Разделительная канавка посередине
Внутри платы под отверстиями расположены металлические полоски, соединяющие контакты в группы. Это позволяет создавать электрические соединения просто втыкая провода и выводы компонентов в нужные отверстия.
Как соединены контакты на макетной плате?
Важно понимать схему соединений на макетной плате:
- Отверстия в шинах питания соединены вертикально
- В центральной области 5 отверстий в ряду соединены горизонтально
- Ряды разделены канавкой и не соединены между собой
Зная эту схему, можно правильно размещать компоненты и создавать нужные соединения.
Виды и размеры макетных плат
Макетные платы выпускаются в различных форматах и размерах. Наиболее распространенные виды:
- Полноразмерные (830 точек) — для сложных схем
- Половинные (400 точек) — компактнее, для небольших проектов
- Мини (170 точек) — для простых схем и портативных устройств
- Микро (30-80 точек) — самые маленькие, для миниатюрных проектов
Выбор размера зависит от сложности схемы и доступного пространства. Для большинства проектов с Arduino подойдет половинная или полноразмерная макетная плата.
Как правильно подключать компоненты на макетной плате
Чтобы собрать рабочую схему на макетной плате, важно соблюдать несколько правил:
- Располагайте компоненты так, чтобы их выводы попадали в разные ряды
- Используйте шины питания для подключения «+ » и «-«
- Соединяйте компоненты перемычками, следуя схеме
- Проверяйте правильность всех соединений перед подачей питания
- Не допускайте замыканий между соседними контактами
Внимательность при подключении поможет избежать ошибок и повреждения компонентов.
Способы подачи питания на макетную плату
Для работы схемы необходимо подать питание на макетную плату. Есть несколько вариантов:
- От платы Arduino через пины 5V и GND
- От внешнего источника через клеммы на плате
- С помощью специального модуля питания
- От батарейного отсека
Выбор способа зависит от требуемого напряжения и тока в схеме. Для большинства проектов с Arduino удобно использовать питание от самой платы.
Полезные аксессуары для работы с макетными платами
Для удобной работы с макетными платами пригодятся дополнительные аксессуары:
- Набор проводов-перемычек разной длины
- Модуль питания для макетной платы
- Регулируемый источник питания
- Мультиметр для проверки соединений
- Пинцет для работы с мелкими деталями
Эти инструменты значительно упростят сборку и отладку схем на макетной плате.
Примеры простых схем для сборки на макетной плате
Для освоения работы с макетной платой полезно собрать несколько простых схем:
- Мигающий светодиод
- Управление яркостью светодиода с помощью потенциометра
- Измерение температуры с помощью термистора
- Управление сервоприводом
- Считывание данных с аналогового датчика
Такие проекты помогут на практике освоить основные принципы работы с макетными платами и электронными компонентами.
Советы по эффективному использованию макетных плат
Чтобы максимально эффективно использовать макетные платы в своих проектах, придерживайтесь следующих рекомендаций:
- Планируйте расположение компонентов заранее
- Используйте цветовую маркировку проводов
- Регулярно проверяйте надежность соединений
- Документируйте собранные схемы
- Содержите макетную плату в чистоте
Следуя этим советам, вы сможете создавать более сложные и надежные прототипы на макетных платах.
Arduino: Компоненты/Макетная плата (Breadboard)
Статья проплачена кошками — всемирно известными производителями котят.
Если статья вам понравилась, то можете поддержать проект.
Модуль питания
Макетная плата Breadboard позволяет обойтись без пайки и собрать схему для испытаний.
Само слово означает деревянную подставку, на которой режут хлеб. Много лет назад любители электроники собирали схемы «на коленке» и использовали подставки для нарезки хлеба. Позже это слово закрепилось.
Теперь breadboard— это беспаечная монтажная плата для разработки прототипов или временных электросхем без использования паяльника.
Внутри макетной платы проложены проводочки хитрым образом, что позволяет вам собирать довольно сложные конструкции.
На моей доске доступно 830 контактов. Четыре рельсы по бокам предназначены для подключения питания и земли. Между ними — 126 групп соединённых между собой контактов, расположенными на расстоянии 2,54 мм.
Схематично доску можно представить так:
Когда вы подключаете проводник к одному из отверстий в отдельном ряде, этот контакт будет одновременно подключён и к остальным контактам в отдельном ряде.
На макетных платах принят стандарт использовать пять отверстий на одной рельсе, и вы можете подключить до пяти компонентов включительно к отдельной рельсе и они будут связаны между собой.
По центру монтажной платы есть отдельная рельса без пинов (канавка), которая изолирует пластины друг от друга, разделяя каждый ряд на два независимых отдела. Благодаря этому можно устанавливать компоненты, не замыкая контакты (см. рисунок со светодиодом ниже). Помимо изоляции, эта рельса позволяет использовать микросхемы форм-фактора Dual in-line Package (DIP). У DIP-микросхем контакты расположены по двум сторонам и отлично садятся на две рельсы по центру платы. В этом случае изоляция контактов — отличный вариант, который позволяет сделать разводку каждого контакта микросхемы на отдельную рельсу с пятью контактами.
Способы подключения компонентов
Можно установить светодиод на изолированных параллельных рельсах. При таком подключении не будет замыкания контактов.
Параллельное подключение резисторов.
Последовательное подключение резисторов.
Макетные платы бывают самых разным размеров, от миниатюрных до гигантских. Есть несколько стандартных моделей: BB-301, Full, Full+, Half, Half+, Mini, Tiny.
Не обязательно ограничиваться одной платой. На многих монтажных платах предусмотрены специальные пазы и выступы по бокам, с их помощью можно соединить несколько плат.
Обычно платы с другой стороны имеют двусторонний скотч. А у большой платы боковые рельсы питания отстёгиваются.
Купить набор мини-плат на АлиЭкспресс
Купить стандартную плату (дополнительно можно добавить к заказу модули питания, смотри описание ниже).
Также платы входят в состав готовых наборов.
Модуль питания
К макетной плате выпускается интересная насадка — модуль питания.
Существует несколько разновидностей, но в целом они похожи. Модуль вставляется с краю макетной платы и обеспечивает схему питанием. Это может пригодиться для схем без участия Arduino.
Модуль представляет собой стабилизатор постоянного напряжения. Питание на сам модуль подаётся через штекер, как и Arduino.
Для подачи электропитания имеется нажимной тумблер.
Следите за правильностью подключения (полярности) с нужной стороны платы. На выступах платы модуля возле контактных площадок штырей нанесена маркировка + —. Знак + должен соответствовать красной полосе платы, а – — синей. Имеет два выхода для формирования двух фиксированных напряжений на верхнюю и нижнюю пары шин питания макетной платы.
Благодаря перемычкам, находящимся возле выступов платы, можно задать напряжение, подаваемое на каждую пару проводников питания (5 или 3.3 В). Установка перемычки на два средних проводника отключает питание в коммутируемых линиях, в этом случае сигнальный светодиод не будет светиться.
Ближе к середине платы стабилизатора расположена вилка из восьми контактов. Устанавливать на неё перемычки нельзя. Вилка обеспечивает подключение жгута проводов питания устройств, расположенных вне макетной платы.
На плате также размещён USB-порт типа А. Обратите внимание, что этот USB-порт работает только на выход. С его помощью можно обеспечить питание дополнительного прибора.
Купить на AliExpress
Небольшое видео о применении модуля на плате (англ.).
Реклама
Модуль питания 3,3В или 5В для макетной платы
Модуль питания 3.3В или 5В для установки на макетную плату Arduino.
Может использоваться, например, с беспаечной макетной платой BB-102 (Arduino Prototype 830-Point Breadboard (RKP-MB-102A)) или с беспаечной макетной платой BB-400 (Arduino Prototype 400-Point Breadboard (RKP-BB-400)).
- Модуль Breadboard Power Supply MB102 представляет собой стабилизатор постоянного напряжения.
- Модуль питания RKP-MB-102-PS имеет два выхода.
- Формирует одновременно два выходных фиксированных напряжения на каждом выходе по Вашему выбору (0В, 3.3В, 5В, переключаются джамперами).
- Модуль питания можно применить для снабжения электропитанием прибора, который питается от USB порта. USB-выход может использоваться, например, для питания плат Arduino.
- Стабилизацию напряжений выполняют две микросхемы, включенные последовательно: AMS1117-5.0 и AMS1117-3.3 Микросхемы имеют защиту от перегрузки по току и перегрева.
- Имеется выключатель напряжения (кнопка).
- Для индикации включения на плате установлен светодиод.
- Конструкция устройства обеспечивает легкую установку на макетную плату Arduino.
Здесь можно посмотреть/скачать DataSheet микросхемы AMS1117-5.0 (формат PDF, размер 88 КБ).
Характеристики
Входное постоянное напряжение: от 6.5 до 12 В (разъем 5.
5×2.1 мм DJK Джек)
Выходные напряжения: 3.3 и 5 В (переключаются джамперами)
Дополнительный разъём для питания внешних устройств: 3.3 / 5 В
Максимальный суммарный ток нагрузки двух стабилизаторов: 0.7 А
Индикатор наличия питания
Выключатель напряжения питания
Размеры: 53 x 32 x 23 мм
Установка и подключение
При установке модуля стабилизатора на макетную плату Arduino аккуратно соблюдайте полярность подачи питания. Правильная установка модуля возможна только с одной стороны, но из-за совпадения отверстий можно ошибочно поставить стабилизатор на другую сторону макетной платы. На выступах платы модуля возле контактных площадок штырей соединителей обращенных вниз нанесена маркировка “+” и “–“. Установить надо так, чтобы знак “+” соответствовал красной полосе, а “–“ синей. Так модуль питания MB102 обеспечивает одновременную подачу энергии на верхнюю и нижнюю пары шин питания макетной платы Arduino.
Благодаря перемычкам, находящимся возле выступов платы можно глядя на маркировку задать напряжение, подаваемое на каждую пару проводников питания.
Установка перемычки на два средних проводника отключает питание в коммутируемых линиях. Если на обоих выходах перемычками выбрано отключение, то светодиод не будет светиться.
Ближе к середине платы стабилизатора расположена вилка из восьми контактов. Устанавливать на нее перемычки нельзя. Вилка обеспечивает подключение жгута проводов питания устройств, расположенных вне макетной платы. На контактах питания USB соединителя, имеющего тип А, напряжение 5 В для снабжения питанием соответствующих приборов через USB кабель.
Меры предосторожности
USB это один из выходов устройства. Запрещается использовать разъем USB в качестве входа для подключения модуля к питанию.
Это приведет к порче микросхемы стабилизатора 5 В и порта USB. Для длительной работы стабилизатора в различных проектах приводим меры предосторожности. При эксплуатации следует избегать критических режимов, при которых потребляемый нагрузкой ток приближается к предельно допустимому значению и не допускать перегрев микросхем, несмотря на то, что модуль питания MB102 имеет собственные средства защиты.
Узнайте, как использовать макетную плату
- Подробности
- Проекты
Макетные платы являются одним из основных элементов при обучении сборке схем. Это беспаечная строительная база, используемая для разработки электронной схемы и проводки для проектов с платами микроконтроллеров, такими как Arduino. Макеты созданы для проведения быстрых экспериментов. Они не известны тем, что сохраняют цепи вместе в течение длительного времени. Соединения не являются постоянными, поэтому компонент легко удалить, если вы допустили ошибку, или просто начать все сначала и создать новый проект.
Это делает макетные платы отличным выбором для начинающих, плохо знакомых с электроникой. Поскольку он не предназначен для постоянных соединений схемы, вы можете свободно вытаскивать электронные компоненты из отверстий для повторного подключения или удаления схемы без необходимости пайки и сборки, а также, что важно, позволяет повторно использовать компоненты, что делает его идеальным для прототипирование, отладка и изучение электронных схем
Первое, что вы должны заметить в макетной плате, — это все отверстия. Они разбиты на 2 набора столбцов и набор строк (ряды разделены посередине, называемой канавкой). Столбцы по краям соединены сверху вниз внутри макетной платы, чтобы упростить подачу питания и заземления. Внутри макетной платы отверстия в каждом ряду соединяются с канавкой в середине платы.
Компоненты макетной платы
Чтобы начать работу с макетной платой, вам необходимо знать ее компоненты и функции.
В основном на макетной плате есть три функциональные области: силовые шины рядом с длинными сторонами, клеммные колодки (в некоторых макетных платах это отверстия от рядов от a до j) и средний паз .
. И помните, что внутренняя часть макетной платы (под отверстиями) состоит из наборов из пяти металлических зажимов.
Шины питания обычно используются для подачи электроэнергии на цепь при подключении их к аккумуляторной батарее или другому внешнему источнику питания. Обратите внимание, что только отверстия в одной и той же полосе, образующей ряд, электрически связаны друг с другом. Важно знать, что шины питания с обеих сторон не подключены, поэтому, если вы хотите использовать один и тот же источник питания с обеих сторон, вам нужно будет соединить две стороны с помощью перемычек. Имейте в виду, что маркировка существует только для справки. Нет правила, согласно которому вы должны подключать питание к шине «+» и заземлять к шине «-», хотя это хорошая практика, чтобы все было в порядке.
Клеммные колодки помечены буквами и цифрами для облегчения идентификации. Средняя канавка разделяет две стороны полос.
Клеммники представляют собой основную рабочую зону, разделенную средним пазом на две части (рейки а-д и рейки f-j). Они в основном используются для электрических компонентов. Вы, возможно, заметили, что на многих макетных досках цифры и буквы отмечены в разных строках и столбцах. Они не служат никакой цели, кроме как помочь вам при построении схемы. Схемы могут быстро усложняться, и достаточно всего одной неправильно расположенной ножки компонента, чтобы вся схема вышла из строя или вообще перестала работать. Если вы знаете номер строки соединения, которое вы пытаетесь установить, гораздо проще подключить провод к этому номеру. Каждый набор из пяти отверстий, образующих полустолбец, электрически соединен, что означает, что отверстие a1 электрически соединено с отверстиями b1, c1, d1 и e1, но не связано с отверстием a2, поскольку это отверстие находится в другом столбце с отдельным набор металлических клипс. Также отверстия a1-e1 не соединены с отверстиями f1, g1, h2, i1 и j1, поскольку они электрически разделены средней канавкой.
Здесь у нас есть макетная плата, с которой удалена клейкая подложка.
Так расположены металлические полоски внутри макетной платы.
Вы можете увидеть множество горизонтальных рядов металлических полос на нижней части макетной платы. На концах металлических рядов есть маленькие защелки, которые прячутся под пластиковыми отверстиями. Эти зажимы позволяют вставлять провод или ножку компонента в открытые отверстия на макетной плате, которые затем удерживают его на месте. После вставки этот компонент будет электрически соединен с чем-либо еще, размещенным в этом ряду. Это связано с тем, что металлические ряды являются проводящими и позволяют току течь из любой точки этой полосы.
Обратите внимание, что точные конфигурации могут различаться от макетной платы к макетной плате. Например, на некоторых макетных платах этикетки напечатаны в «альбомной» ориентации, а не в «книжной». На большинстве «мини»-макетов вообще нет шин питания или этикеток.
Выполнение соединений на макетной плате
При соединении компонентов с макетной платой могут потребоваться перемычки.
Перемычки — это провода с жесткими концами, которые легко вставляются в отверстия макетной платы.
Вы также можете купить катушки со сплошным соединительным проводом и пару инструментов для зачистки проводов и перерезать провода-перемычки. Это лучший долгосрочный вариант, если вы планируете выполнять множество проектов в области электроники, потому что вы можете обрезать провода до нужной длины и выбрать нужные цвета. Это также намного более рентабельно в расчете на длину провода. Вам также необходимо использовать правильный калибр проволоки, который является способом измерения диаметра проволоки. 22 AWG (американский калибр проводов) является наиболее распространенным калибром, используемым для макетных плат.
Вот простая схема светодиодов, которую мы можем сделать на макетной плате.
Простая макетная схема, сделанная с помощью Fritzing. Реальная макетная схема светодиода, подключенного к Arduino Uno.
В Интернете можно найти много подобных макетов. Макетные схемы позволяют новичкам легко следовать инструкциям по построению схемы, потому что они разработаны так, чтобы выглядеть как «настоящая вещь». Просто помните, что вам не обязательно точно соответствовать макетной схеме. Вам просто нужно понять, как вещи связаны на макетной плате.
Как пользоваться макетной платой
Авторы: М-Шорт, Джоэл_Е_Б
Избранное Любимый 82
Когда дело доходит до питания макетной платы, существует множество вариантов.
Заимствование от других источников питания
Если вы работаете с отладочной платой, такой как Arduino, вы можете просто получать питание от гнездовых разъемов Arduino.
Arduino имеет несколько контактов питания и заземления, которые можно подключить к шинам питания или другим рядам на макетной плате.
Подключение контакта заземления (GND) от Arduino к ряду на мини-макетной плате. Теперь любая ножка или провод, подключенные к этому ряду, также будут подключены к земле.
Плата Arduino обычно получает питание от USB-порта компьютера или от внешнего источника питания, например, от аккумуляторной батареи или настенной розетки.
Соединительные клеммы
Как упоминалось в предыдущем разделе, некоторые макетные платы имеют соединительные клеммы, которые позволяют подключать внешние источники питания.
Первым шагом к использованию клеммных колодок является их подключение к макетной плате с помощью перемычек. Хотя казалось бы, что посты связаны с макетной платой, это не так. Если бы они были, вы были бы ограничены тем, где вы могли бы и не могли обеспечить власть. Как мы видели, макетные платы должны быть полностью настраиваемыми, поэтому логично, что обязательные посты ничем не отличаются.
При этом нам нужно подключить провода к стойкам, чтобы соединить их с макетной платой. Для этого откручивайте стойку до тех пор, пока не откроется отверстие, проходящее через нее. Проденьте зачищенный конец провода-перемычки через отверстие и завинтите стержень до тех пор, пока провод не будет надежно подсоединен.
Как правило, вам нужно только подключить провод питания и заземления от стоек к макетной плате. Если вам нужен альтернативный источник питания, вы можете использовать третий пост.
Теперь ваши посты подключены к макетной плате, но питания по-прежнему нет. Вы можете использовать множество различных методов для подключения питания к столбам и, таким образом, к макетной плате.
Настольные блоки питания
Многие лаборатории электроники имеют настольные блоки питания, которые позволяют подавать в схему широкий диапазон напряжения и тока. С помощью разъема типа «банан» вы можете подать питание от источника питания к клеммным колодкам.
Макетная плата с питанием через соединительные штыри от банановых кабелей.
В качестве альтернативы вы можете использовать зажимы типа «крокодил», крючки IC или любые другие кабели с разъемом типа «банан», чтобы подключить макетную плату к различным источникам питания.
Другой способ использования соединительных штифтов — припаять цилиндрический разъем к некоторым проводам, а затем подключить их к соединительным штырям. Это более продвинутая техника, и она требует некоторых промежуточных навыков пайки.
Гнездо для бочек припаяно к двум проводам, имеющим те же отверстия на клеммах, что и провода, идущие к макетной плате. Если на вашей макетной плате нет соединительных штырей, вы можете просто подключить провода от цилиндрического разъема непосредственно к шинам питания.
Блоки питания для макетной платы
Еще один способ питания макетной платы — использование одного из множества доступных блоков питания для макетной платы. SparkFun предлагает ряд комплектов и плат, которые можно использовать для подключения питания непосредственно к макетной плате.
