Retro-Prototyping, ideal für den Unterricht - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Haben Sie sich jemals gefragt, woher der Begriff "Breadboard" stammt? Hier ist ein Beispiel dafür, worum es bei Steckbrettern ging. In den frühen Tagen der Elektronik waren die Komponenten groß und unhandlich. Sie hatten keine Transistoren oder integrierten Schaltkreise, nur Vakuumröhren. So war es gängige Praxis, Prototypen von Schaltungen auf einem Holzblock zu bauen, wobei Nägel oder Schrauben als Verbindungspunkte für die Schaltung verwendet wurden. Röhrenfassungen konnten mit Abstandshaltern verschraubt werden, Übertrager und größere Bauteile wurden ebenfalls mit der Platine verschraubt. Widerstände, Kondensatoren und Spulen können an Nagelköpfen angelötet werden.

Diese Technik ist für einige Schaltungen immer noch nützlich. Dies ist ein Beispiel für ein Projekt, das ich für Kinder hatte, die Elektronik lernen wollten. Sie konnten die Schaltung nach einem Schaltplan aufbauen. Wenn sie fertig waren, konnten sie die Strecke mit nach Hause nehmen und behalten. Es musste nicht für den nächsten Benutzer zerlegt werden, wie es bei modernen lötfreien Steckbrettern der Fall ist.

Die Schaltung hier ist ein einfacher astabiler Multivibrator. Die rote und grüne LED wechseln sich ab. Die Blinkfrequenz wird durch die RC-Zeitkonstante der Widerstände und Kondensatoren bestimmt.

Schritt 1: Benötigte Materialien

1. Ein Stück Weichholz etwa 3 x 5 Zoll (oder größer). Klare Kiefer funktionieren gut.

2. Etwas Sprühkleber.

3. Einige 3/4 kupferbeschichtete Dichtungsnägel (erhältlich bei Home Depot).

4. Ungefähr einen Fuß 24ga verzinnter Bussdraht. (oder die Isolierung von 24ga Massivdraht abziehen)

5. Zwei Widerstände (R1 und R4), 470 Ohm, 1/4 Watt.

6. Zwei Widerstände (R2 und R3), 51.000 Ohm, 1/4 Watt. (siehe Text)

7. Zwei Kondensatoren (C1 und C2), 10uF Aluminiumelektrolyt. (siehe Text)

8. Zwei 5-mm-LEDs, eine rote und eine grüne, sind gut.

9. Zwei NPN-Bipolar-Kleinsignaltransistoren. 2N2222, 2N3904 oder gleichwertig.

10. Eine 9-Volt-Batterie und ein Batterieclip.

Schritt 2: Erforderliche Werkzeuge

1. Kleiner Hammer.

2. Lötkolben und Lot

3. Schere.

4. Drahtschneider.

5. Spitzzange.

6. Augenschutz

Schritt 3: Drucken Sie den Schaltplan aus

Laden Sie die PDF-Datei herunter und drucken Sie sie aus. Wählen Sie beim Drucken unbedingt "tatsächliche Größe". Das resultierende Bild sollte etwa 3 Zoll breit und 2 Zoll hoch sein.

Schritt 4: Montieren Sie den Schaltplan an die Platine

Schneide den Schaltplan aus. Sprühen Sie die Rückseite ganz leicht mit Sprühkleber ein. Drücken Sie den Schaltplan auf die Platine, ungefähr in der Mitte.

Schritt 5: Fahren Sie die Nägel ein

Tragen Sie ab jetzt unbedingt einen Augenschutz!

Schlagen Sie mit einem kleinen Hammer die Nägel an jedem runden Punkt des Schaltplans in die Platine. Diese Punkte werden als Schaltungsknoten bezeichnet. Es gibt 14 Knoten.

Die Nägel sollten ungefähr 1/4 "eingetrieben werden. Dies würde 1/2" über dem Brett hinterlassen.

Hinweis: Bei solchen Arbeiten ist es am einfachsten, in der Mitte des Brettes zu beginnen und nach außen zu arbeiten. Das gleiche gilt für das Löten.

Schritt 6: Installieren Sie die Überbrückungsdrähte

Wenn Sie sich den Schaltplan genau ansehen, sehen Sie mehrere Knoten, die mit Draht verbunden sind. Die Masseschiene entlang der Unterseite der Schaltung, die Stromschiene entlang der Oberseite der Schaltung und die beiden Verbindungen von den Kondensatoren zur Basis der Transistoren.

Installieren Sie jeden der vier Drähte, indem Sie den Draht fest um einen Nagel wickeln und dann um jeden Nagel wickeln, mit dem er verbunden ist. In der Mitte des Stromkreises müssen sich die beiden Jumper kreuzen, dürfen sich aber nicht berühren. Installieren Sie die erste davon in der Nähe der Platine. Installieren Sie das zweite Hoch auf den Nägeln, direkt unter dem Kopf.

Schritt 7: Löten und trimmen Sie die Jumper

Löten Sie jeden Draht an die Seite des Nagels und schneiden Sie den überschüssigen Draht ab. Seien Sie vorsichtig, lassen Sie die Drähte nicht durch den Raum fliegen.

Ihr Steckbrett sollte wie das auf dem Foto aussehen.

Schritt 8: Bedecken Sie jeden Nagel mit einem Klecks Lot

Löten Sie einen Klecks Lötzinn auf die Oberseite jedes Nagels. Wenn die Leitungen (ausgeprägte Leitungen) Ihrer Komponenten sauber sind, ist der kleine Klecks das gesamte Lötmittel, das Sie benötigen. Sehen Sie sich das Nahaufnahmefoto an. Sehen deine Nägel so aus? Beachten Sie das Lötzinn des Überbrückungsdrahts und den Klecks oben auf dem Nagel.

Schritt 9: Installieren Sie Ihre Widerstände

Es müssen vier Widerstände eingelötet werden. Bei diesem Prototyp verwenden wir den "sauberen" Ansatz. Hier werden die Teile für ein gepflegtes Erscheinungsbild eng beschnitten. Der andere Ansatz erscheint nachlässig, da die Leitungen der Komponenten lang belassen werden, um eine spätere Wiederverwendung zu ermöglichen. Dazu später mehr.

R1 und R4 sind 470 Ohm oder Gelb-Violett-Braun-Gold. Legen Sie den Widerstand über die Nagelköpfe. Löten Sie jedes Ende, indem Sie den Lötklecks einfach wieder fließen lassen. Schneiden Sie jede Elektrode nahe am Nagelkopf ab.

R2 und R3 sind 51K (51.000) Ohm oder Grün-Braun-Orange-Gold. Löten und trimmen.

Tatsächlich kann der Wert von R2 und R3 unterschiedlich sein, wenn Sie Kondensatoren mit unterschiedlichen Werten verwenden oder die Blinkfrequenz ändern möchten. Ich habe den Schaltplan erstellt und dann festgestellt, dass ich keine 10uF-Kondensatoren zur Hand hatte. Also habe ich einige 22uF-Kondensatoren verwendet und stattdessen einen 27K-Widerstand verwendet. Dies ergibt ungefähr die gleiche Blinkrate.

Schritt 10: Installieren Sie die LEDs

Die LEDs müssen in eine bestimmte Richtung gehen. Beachten Sie, dass das Schema einen Pfeil zeigt, dessen Punkt einen Balken berührt. Der Balken ist die Kathode, der Pfeil die Anode. Wenn Sie sich die LED genau ansehen, sehen Sie, dass eine Leitung länger ist (die Anode) und es gibt einen kleinen flachen Punkt auf dem LED-Körper in der Nähe der kürzeren Leitung (der Kathode).

Biegen Sie die einzelnen Leiter der LED vorsichtig um 90 Grad wie auf dem Foto. Verwenden Sie am besten die Spitzzange, um das Kabel in der Nähe des LED-Körpers zu halten, und biegen Sie dann das Kabel vom offenen Ende her. Dies verhindert, dass die Biegewirkung den Körper der LED bricht.

Löten Sie jede LED mit der flachen Seite zum Transistor. Trimmen Sie beide Leitungen.

Schritt 11: Installieren Sie die Kondensatoren

Dies sind Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren. Sie müssen auch auf eine bestimmte Weise installiert werden. Wie bei den LEDs ist die längste Leitung des Kondensators die "positive" Seite. Sie sehen die gegenüberliegende Seite mit "-", dem Minuszeichen.

Biegen Sie die Leitungen auf die gleiche Weise wie die LED-Leitungen. Löten Sie an Ort und Stelle, wobei die "+"-Markierung im Schaltplan beachtet wird, ist die längere Leitung. Trimmen nach dem Löten.

Schritt 12: Die letzten Komponenten, die Transistoren

Transistoren haben drei Anschlüsse, Kollektor, Basis und Emitter. Schauen Sie sich das Foto genau an. Beachten Sie, dass sich die flache Seite beider Transistoren auf der rechten Seite befindet, obwohl die Mittelleitung in eine andere Richtung gebogen ist. Bei Q1 ist die Mittelleitung zur flachen Seite gebogen, bei Q2 zur runden Seite.

Löten Sie jeden Transistor an Ort und Stelle und trimmen.

Schritt 13: Schließen Sie eine Stromquelle an und sehen Sie, was passiert

Löten Sie das rote (positive) Kabel vom Batterieclip an den Strombus an der Oberseite des Stromkreises. (oben von R1)

Löten Sie das schwarze (negative) Kabel an die Erdungsschiene (unten von Q1)

Stecken Sie die Batterie ein. Die LEDs blinken teilweise hin und her, siehe das Video als Beispiel.

Falls gewünscht, können Sie den Akku mit ein paar Nägeln in Position halten.

Schritt 14: Der nicht so schöne Weg

Hier ist ein weiteres Steckbrett. Beachten Sie, dass die Leitungen der Komponenten in voller Länge belassen wurden. Es ist nicht schön, aber es ermöglicht das Auseinandernehmen der Platine und die Verwendung der Teile für andere Projekte. Das Problem dabei ist, dass Leitungen leicht miteinander kurzgeschlossen werden können.