5 نصائح من أجل Breadboarding ناجح: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

اسمي جيريمي ، وأنا في سنتي الإعدادية في جامعة كيترينج. كطالب في الهندسة الكهربائية ، أتيحت لي الفرصة لقضاء ساعات طويلة في المعامل لبناء دوائر صغيرة على ألواح التجارب. إذا كنت من ذوي الخبرة في إنشاء دوائر صغيرة ومشاريع إلكترونية تعمل بنفسك ، فقد لا تجد الكثير من الفائدة هنا. الغرض من هذه التعليمات هو تغطية أساسيات استخدام لوح التجارب ، ومقدمة للمكونات الشائعة ، وبناء دوائر صغيرة. بالإضافة إلى ذلك ، سأناقش بإيجاز كيفية تنظيم دائرتك ، بالإضافة إلى بعض استراتيجيات استكشاف الأخطاء وإصلاحها لتلك المناسبات عندما تسوء الأمور.

من المفترض أن يكون لدى القراءة الفردية لهذا بعض الإلمام بأساسيات الإلكترونيات والمصطلحات: التدفق الحالي ، والجهد ، والقطبية ، والتوصيل ، والدائرة القصيرة ، والدائرة المفتوحة ، والتقاطع ، والتحيز. بالإضافة إلى ذلك ، من المفترض أن يكون القارئ على دراية بتبديل مصادر الطاقة المستخدمة في بيئة المختبر.

أكتب هذا لأنني أستمتع ببناء دوائر صغيرة في المختبرات ولاحظت بعض المشكلات والأخطاء الشائعة على طول الطريق. آمل أن يساعد هذا شخصًا ما في الشروع في رحلته إلى اكتشاف الإلكترونيات للعثور على شيء مفيد من شأنه أن ينقذهم من بعض الصداع الذي واجهته على طول الطريق ، ويفتح الباب أمام مباهج بناء الدوائر الصغيرة!

الخطوة 1: اللوح

ما هو لوح التجارب ؟:

أداة شائعة لنماذج الدوائر واختبارها ، مما يسمح للمستخدم بتوصيل المكونات وتبديلها بسرعة وإنشاء الوصلات بسهولة. يسمح استخدام اللوح بالتجميع والتعديل السريع للدوائر بدون متطلبات لحام.

التكوين:

الشرائط الطرفية: تشغيل أفقيًا ، مع زيادة أرقام الصفوف بمقدار خمسة ، وحروف الأعمدة في مجموعات من خمسة. الصف 1 ، الأعمدة A-E تشكل نقطة اتصال مستمرة واحدة - أو تقاطع ، والصف 1 ، الأعمدة FJ تشكل نقطة اتصال أخرى

شرائط الحافلات: قم بتشغيلها عموديًا في أزواج على طول كل جانب ، ويتم تسميتها إما "+" أو "-". يمثل الشريط + بالكامل تقاطعًا واحدًا مستمرًا ، والشريط - هو تقاطع مستمر ، مما يسمح بتوصيل العديد من المكونات بمصدر طاقة

الحوض / الأخدود: يدير طول اللوح عموديًا بين الشرائط الطرفية. الصفوف غير متصلة في هذا الأخدود ، مما يسمح باستخدام الدوائر المتكاملة (IC's)

يمكن شراء ألواح التجارب بأحجام وأنماط متنوعة ، لكن وصف التكوين أعلاه يظل كما هو سواء كان لديك نصف لوح تجارب ، أو طراز أكبر به محطات طاقة ولوحات متعددة مثبتة على لوحة معدنية.

لكي تنجح في صنع دوائرك ، من الأهمية بمكان أن يكون لديك فهم قوي لتخطيط نقاط الاتصال في اللوح. عندما يتم استخدام اللوح بشكل صحيح ، فهو أداة رائعة لبناء الدوائر وإجراء تعديلات على الطاير!

الخطوة 2: تعرف على المكونات الخاصة بك

في تصميم الدوائر الإلكترونية ، سيواجه المرء مجموعة متنوعة من المكونات. على الرغم من أن هذه ليست قائمة شاملة ، إلا أنني سأسلط الضوء على بعض المكونات الأكثر شيوعًا والغرض منها وبعض التحذيرات الخاصة بالتعامل معها. يمكن تجنب الكثير من الصداع عن طريق التعامل مع المكونات واستخدامها بشكل صحيح. إذا كنت بدأت للتو في مجال الإلكترونيات ، فيمكن العثور على العديد من مجموعات المكونات لتعطيك الأساسيات بأقل من 20 دولارًا.

المقاوم: (يقاس بالأوم) يقاوم تدفق التيار داخل الدائرة. اعتمادًا على الموضع داخل الدائرة ، يمكن استخدامه لتقسيم الجهد أو التيار. تحتوي المقاومات على شرائط ملونة تشير إلى قيمة مقاومتها بالأوم وكذلك تحملها. الجدول مفيد في تحديد قيم المقاومة. يمكن وضع المقاوم في أي اتجاه داخل الدائرة ، وسيعمل بنفس الطريقة (ليس له قطبية).

المقاوم للصور: يقاوم تدفق التيار. تختلف قيمة المقاومة بناءً على الإضاءة المحيطة. يمكن استخدامها في تطبيقات التعتيم أو تشغيل الدائرة أثناء ظروف الإضاءة المنخفضة.

مكثف: (يقاس بالفاراد) يخزن المكثف الطاقة التي يمكن أن تتبدد بعد ذلك في دائرة كهربائية في وقت لاحق. إنه بمثابة كتلة لتوجيه التيار ، لكنه يسمح للتيار المتردد بالمرور. للمكثفات مجموعة واسعة من التطبيقات من ترشيح التردد إلى تموجات التموجات في دائرة المعدل. من المهم ملاحظة أنه على الرغم من أن مكثفات الأقراص الخزفية ليست مكونات قطبية ، يجب توخي الحذر عند استخدام المكثفات الإلكتروليتية ، حيث أن لها سلك توصيل مخصص للتوصيل بالأطراف الموجبة والسالبة ويمكن أن تتلف عند وضعها للخلف.

الترانزستور: الترانزستور هو شبه موصل ينظم تدفق التيار ، أو يضخم الإشارات ، أو يعمل كمفتاح. هناك العديد من أنواع الترانزستور المختلفة ، ولكن الاعتبار الأكثر أهمية في تصميم الدوائر المبكرة (على افتراض أن لديك الترانزستور الصحيح للتطبيق) هو أنه يجب توخي الحذر لتجنب حدوث صدمة ثابتة لهذه المكونات.

الصمام الثنائي: الصمام الثنائي هو أشباه موصلات تعمل كصمام فحص أحادي الاتجاه لتدفق التيار. عندما يكون متحيزًا للأمام ، يدخل التيار الأنود (+ الرصاص) ويتدفق خارج الكاثود (- الرصاص). عندما يكون منحازًا عكسيًا ، فإنه يعمل كمفتاح مفتوح ، ولا يتدفق التيار عبر المكون. يجب مراعاة الاتجاه ، لأن وضع الصمام الثنائي للخلف سيؤدي إلى سلوك غير مرغوب فيه للدارة ، أو الصمام الثنائي المنفوخ.

الصمام الثنائي الباعث للضوء (L. E. D): الصمام الثنائي الخاص الذي ينبعث منه الضوء أثناء التوصيل. تستخدم في العديد من التطبيقات الصغيرة حيث تكون المؤشرات مطلوبة. تشمل الفوائد استهلاكًا منخفضًا للطاقة للغاية وعمرًا طويلاً للغاية.

الدائرة المتكاملة: العنصر الأخير الذي سأقدمه هو الدائرة المتكاملة (IC). هناك الكثير من الاختلافات التي يجب سردها هنا ، ولكن القليل منها هو مضخم التشغيل ، وأجهزة ضبط الوقت ، ومنظمات الجهد ، والمصفوفات المنطقية. توفر الدوائر المتكاملة دائرة كاملة داخل شريحة صغيرة ، ويمكن أن تحتوي على مقاومات وثنائيات ومكثفات وترانزستورات كلها داخل شريحة أصغر من عشرة سنتات. هناك اصطلاح ترقيم للمسامير على شريحة IC ، وهناك مسافة بادئة ، أو نقطة على سطح الشريحة ، وهذا يتوافق مع الدبوس رقم 1 ، ثم يتم ترقيم الدبابيس بالتسلسل لأسفل على الجانب ، وعمل نسخة احتياطية من الأخرى.

حذر! يمكن تدمير الدوائر المتكاملة من الصدمة الساكنة.

إلى جانب المكونات المذكورة أعلاه ، هناك محاثات ، ومرحلات ، ومفاتيح ، ومقاييس جهد ، ومقاومات متغيرة ، وشاشات عرض من سبعة أجزاء ، وصمامات ، ومحولات … لقد فهمت الفكرة! سيوفر البحث السريع عبر الإنترنت الكثير من المعلومات المفيدة (على سبيل المثال: لمحات عامة عن المكونات ، ماذا يفعل الترانزستور؟ أنواع المكثفات)

إن معرفة المعلومات الأساسية حول المكونات التي تستخدمها ، وما إذا كانت حساسة للكهرباء الساكنة أم لا ، وما إذا كانت تحتوي على قطبية أم لا ، ستكون مفيدة للغاية. لن توفر الوقت والمال والصداع فحسب ؛ ولكن من المرجح أن تعمل الدائرة على النحو المرغوب بسرعة أكبر بكثير!

الخطوة 3: التنظيم ضروري

المنظمة - لماذا يهم؟:

الدوائر المذكورة أعلاه (الجانب الأيمن) هي نفسها وظيفيًا ، لكن بمظهر مختلف بشكل ملحوظ. في حين أن الطريقة الأولى تستخدم أسلاكًا أقل ، إلا أنها ليست الطريقة المفضلة لبناء دوائر صغيرة. يوجد متسع كبير على لوح التجارب للدوائر الصغيرة ؛ لا تخافوا من الاستفادة من هذه المساحة!

في حين أن اختيار ما يتم استخدامه للعملاء المتوقعين هو أمر شخصي ، إلا أن هناك عدة أشياء يمكن أن تجعل الحياة أسهل بشكل كبير. سيستخدم الكثير من الأشخاص الأسلاك النحاسية ويصنعون خيوطهم بأنفسهم ، لكني أفضل وصلات العبور التي يمكن شراؤها عبر الإنترنت بثمن بخس. وصلات العبور مصنوعة من خيوط من الأسلاك مقابل الأسلاك النحاسية الصلبة ، ولها دبوس في النهاية لسهولة الاستخدام. الميزة في الخيوط ، هي أن الأسلاك أكثر مرونة بكثير ، لذلك من غير المرجح أن تنقطع الاتصال ، وهناك مرونة أكبر في التوجيه. ملاحظة أخيرة على الأسلاك ، من المفيد جدًا "رمز اللون" للأسلاك بطريقة يسهل عليك تتبعها (الشكل الأيسر أعلاه). على سبيل المثال ، أحب الاحتفاظ بأسلاكي الحمراء والسوداء لجهدتي الموجبة والسالبة (على التوالي) ، وغالبًا ما أستخدم الرمادي أو البرتقالي لأرضي المشتركة ، والأزرق لإشارة الإدخال ، والأبيض أو الأصفر للتقاطعات الداخلية. إذا كان لديك العديد من مصادر الطاقة ، بالإضافة إلى مدخلات من مولد إشارة ، فمن المفيد عمل علامات للأسلاك الخاصة بك وتسميتها لضمان الاتصال المناسب لاحقًا.

عندما يتعلق الأمر باتباع مخطط تخطيطي ، فإن الأمور تكون أسهل بكثير إذا قمت بتخطيط مكوناتك على السبورة بأكبر قدر ممكن للتخطيط في التخطيطي. بهذه الطريقة ، يمكنك رؤية قيم المكونات الخاصة بك في لمحة ، بالإضافة إلى تسهيل تتبع مسارات الإشارة / استكشاف الأخطاء وإصلاحها. غالبًا ما تطلب منك المعامل في معظم المدارس إجراء قياس للجهد أو التيار عند نقطة معينة في الدائرة ؛ في هذه الحالات ، فإن وجود دائرتك تعكس التخطيطي بشكل مادي هو مساعدة ضخمة! أخيرًا ، عندما تدخل في دوائر أكثر تعقيدًا وتقدمًا ، من المهم إبقاء المكونات الأكثر حساسية (مثل الدوائر المتكاملة) بعيدًا عن المحاثات والمرحلات والمكونات الأخرى حيث يمكن أن تتلف من المجالات المغناطيسية.

إذا كانت الدائرة التي تقوم ببنائها تحتوي على دائرة متكاملة واحدة (أو أكثر) ، فإن عدد المكونات والخيوط اللازمة لبناء الدائرة يمكن أن يصبح سريع الفوضى. للمساعدة في تقليل الفوضى وتسهيل الأمور عليك ، غالبًا ما يكون من المفيد وضع الدائرة المتكاملة بعيدًا عن أي شيء آخر على اللوحة ، ووضع المكونات الأخرى مع الخيوط المؤدية إلى دبابيس IC. بهذه الطريقة ، يصبح فك رموز الأشياء لاحقًا أسهل بكثير. إذا كانت الدائرة ستُبنى في شكل دائم لاحقًا ، فيمكنك دمج كل شيء لتناسب مساحة أصغر.

الخطوة 4: استكشاف الأخطاء وإصلاحها الأساسية

كل شيء على ما يرام - حتى لا!

إذن ، لقد قمت بأداء واجبك ، وفهمت مكوناتك ، وتم بناء الدائرة تمامًا كما تظهر التعليمات. اقلب مفتاح الطاقة … و … لا شيء! ليس من غير المألوف بناء دائرة صغيرة واكتشاف بعد ذلك أن هناك شيئًا ما غير صحيح. هذا كله جزء من عملية التعلم. معرفة من أين تبدأ في استكشاف الأخطاء وإصلاحها يمكن أن يقلل من المتاعب وتهيج المشاكل.

مصدر الطاقة: من الأفضل بشكل عام البدء في استكشاف الأخطاء وإصلاحها مع ضمان وصول الطاقة إلى الدائرة. إذا كانت الدائرة تعمل ببطارية ، فاستخدم مقياسًا متعددًا للتحقق من الجهد والتأكد من أن "العصير" يكفي لتشغيل الدائرة. إذا تم استخدام مصدر طاقة ، فهناك العديد من العوامل التي يجب مراعاتها:

وضع مصدر الطاقة: العديد من مصادر الطاقة لديها القدرة على إمداد تيار مستمر (cc) أو جهد ثابت (cv). من المهم التأكد من تحديد الإعداد المناسب من أجل التشغيل السليم. سيتم توصيل معظم المشاريع الصغيرة بمصدر طاقة في وضع الجهد المستمر

الجهد الأرضي / السالب: إذا كان مشروعك مدعومًا ببطارية ، فمن غير المحتمل أن تكون هذه مشكلة. عند استخدام مصدر طاقة ، غالبًا ما يكون للدوائر جهد سلبي مطبق (مثل مضخم تشغيلي) بالإضافة إلى وجود أرضية مشتركة. من المهم أن نفهم التمييز هنا ، وليس النظر إلى أن الجهد السالب والأرض المشتركة قابلة للتبادل

إعدادات مزود الطاقة: إذا تم تطبيق الجهد السالب ، فتأكد من معرفة كيفية ضبط إعدادات مصدر الطاقة. سيختلف هذا بين المصنّعين ، ولكن عادةً ما يتم تحقيقه من خلال مفاتيح الاختيار في الجزء الأمامي من الوحدة. في المرة الأولى التي استخدمت فيها مصدر طاقة لتزويد -12 فولت بمكبر تشغيلي ، فشلت في التحقق من أن إعدادات الجهد قد تم ضبطها لكل من + و - العرض. نتيجة لذلك ، أمضيت أكثر من ساعة في إعادة بناء / التحقق من دائري

تكوين الدائرة

قم بإجراء مقارنة بين التخطيطي والدائرة ، إذا كنت قد بنيت دائرتك لعكس التخطيطي في التخطيط ، فهذه الخطوة أبسط بكثير.

تحقق من اتجاه المكونات القطبية (الثنائيات ، المكثفات ، الترانزستورات)

تأكد من أن خيوط المكونات لا تلامس مما يؤدي إلى حدوث قصر في الدائرة الكهربائية

تحقق من الشرائط الطرفية ، وتأكد من إدخال جميع الأسلاك والأسلاك الخاصة بالمكونات بإحكام في نقطة الاتصال وأن جميع المكونات التي من المفترض أن تشكل تقاطعًا تقوم بذلك بالفعل. من السهل الانتقال بطريق الخطأ إلى شريط طرفي آخر عندما تتشوش الأشياء. هذا يخلق فاصل (أو دائرة مفتوحة)

إذا كان كل شيء يبدو جيدًا مع الطاقة وتوجيه المكونات والأسلاك ، فابدأ في الشك في وجود مكون خاطئ. إذا كانت الدائرة تحتوي على IC ، في بعض الأحيان يمكن لمجرد تبديل ذلك حل المشكلة. بالإضافة إلى ذلك ، إذا كنت في بيئة معملية وقمت بإعادة تدوير المكونات ، فقد تجد أن لديك مكثفًا أو صمامًا ثنائيًا أو ترانزستورًا خاطئًا قامت مجموعة بتوصيله بشكل خاطئ وتلفه في السابق

يجب أن تحل الخطوات المذكورة أعلاه العديد من المشكلات التي واجهتها في بناء الدوائر الأساسية ، ولكن إذا كان كل شيء يبدو جيدًا ولا يزال لا يعمل ، فقد يكون الوقت قد حان لكسر كل شيء ، والتحقق من جميع قيم المقاوم ، والتحقق من جميع المكونات التي هي يمكن اختباره مع المعدات المتاحة. تم بناء معظم المخططات التخطيطية - خاصة تلك المستخدمة في المعامل في البيئة الأكاديمية - وإثباتها عدة مرات ، لذلك من غير المرجح أن تكمن المشكلة في التصميم التخطيطي. ومع ذلك ، إذا كنت تقوم بعمل نماذج أولية للدائرة الخاصة بك ، ولم تتمكن من حل المشكلات من خلال حل المشكلات ، فقد يكون من المفيد للغاية الرجوع إلى لوحة الرسم وتحليل نموذج دائرتك بحثًا عن العيوب.

الخطوة الخامسة: لا تستسلم

من السهل جدًا الشعور بالإحباط عند بناء دوائر صغيرة. هناك اختلافات لا حصر لها حرفيًا حول الكيفية التي يمكن أن تسوء بها الأمور. بعض المشكلات يصعب استكشافها وإصلاحها أكثر من غيرها. على الرغم من أن القول أسهل من الإنجاز ، لا تدع الإحباط يغيم الحكم. خذ خطوة إلى الوراء ، وقم بالهدوء ، وقم بتقييم الموقف من منظور منطقي. لقد كادت أن أغادر المختبرات في مناسبات متعددة بسبب الإحباط ، فقط لأجد أن أحد المحتملين قد تم فصله في مكان ما ، أو أن خرج إشارة لم يتم تشغيله. في أغلب الأحيان ، تكون المشكلة في الدائرة مجرد تفاصيل صغيرة. يؤدي اتخاذ خطوات منطقية ومنهجية لتقييم الدائرة وتحديد المشكلة بشكل عام إلى حل. هناك العديد من جوانب الإلكترونيات التي يجب استكشافها ، ولا تدع النكسات أو الإخفاقات تسمح لك بالتخلي عن هذا المسعى المجزي!