Prototipatge retro, ideal per a l’ensenyament: 14 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Us heu preguntat mai d’on prové el terme "tauler de pa"? Aquí teniu un exemple de què consistien les taules de suport. Als primers temps de l’electrònica, els components eren grans i feixucs. No tenien transistors ni circuits integrats, només tubs de buit. Per tant, era pràctica habitual construir circuits prototips sobre un bloc de fusta utilitzant claus o cargols com a punts de connexió del circuit. Els endolls de tub es podien cargolar amb separadors, els transformadors i components més grans també es cargolaven a la placa. Les resistències, condensadors i bobines es podrien soldar a puntes d’ungles.

Aquesta tècnica encara és útil per a alguns circuits. Aquest és un exemple d’un projecte que vaig tenir per a nens que volien aprendre electrònica. Podrien construir el circuit, seguint un esquema. En acabar, podrien endur-se el circuit a casa i conservar-lo. No va haver de ser desmuntat per al següent usuari, com és el cas de les modernes plaques de soldadura sense soldadura.

El circuit aquí és un simple multivibrador astable. Els LED vermells i verds s’alternen. La velocitat de parpelleig està determinada per la constant de temps RC de les resistències i condensadors.

Pas 1: materials necessaris

1. Un tros de fusta tova d’uns 3 per 5 polzades (o més). El pi net funciona bé.

2. Alguns adhesius per esprai.

3. Algunes ungles de coure banyades de coure de 3/4 (disponibles a Home Depot).

4. Aproximadament un peu de filferro de bus xapat amb llauna de 24ga. (o elimineu l'aïllament de filferro sòlid de 24ga)

5. Dues resistències (R1 i R4), 470 Ohms, 1/4 watt.

6. Dues resistències (R2 i R3), 51.000 Ohms, 1/4 watt. (veure text)

7. Dos condensadors (C1 i C2), 10uF d'alumini electrolític. (veure text)

8. Dos LED de 5 mm, un vermell i un verd és bo.

9. Dos transistors de senyal petits bipolars NPN. 2N2222, 2N3904 o equivalent.

10. Una pila de 9 volts i un clip de bateria.

Pas 2: Eines necessàries

1. Martell petit.

2. Soldador i soldador

3. Tisores.

4. Talladors de filferro.

5. Tenalles d'agulla.

6. Protecció dels ulls

Pas 3: imprimiu l’esquema

Baixeu-vos el fitxer PDF i imprimiu-lo. Assegureu-vos de triar "mida real" quan imprimiu. La imatge resultant hauria de tenir una amplada d’uns 3 polzades i una alçada de 2 polzades.

Pas 4: munteu l’esquema al tauler

Retalla l’esquema. Polvoritzeu la part posterior molt lleugerament amb adhesiu esprai. Premeu l'esquema al tauler, aproximadament al centre.

Pas 5: conduïu pels claus

A partir d’ara, assegureu-vos que porteu protecció ocular.

Amb un martell petit, introduïu les ungles al tauler a cada punt rodó de l’esquema. Aquests punts es coneixen com a nodes de circuits. Hi ha 14 nodes.

Les ungles haurien de moure's aproximadament a 1/4 ". Això deixaria 1/2" per sobre del tauler.

Nota: Quan es treballa en coses com aquesta, és més fàcil començar al centre del tauler i treballar cap a l'exterior. El mateix passa amb la soldadura.

Pas 6: instal·leu els cables de pont

Si mireu atentament l’esquema, veureu diversos nodes connectats amb fil. El bus de terra al llarg del fons del circuit, el bus de potència al llarg de la part superior del circuit i les dues connexions des dels condensadors fins a la base dels transistors.

Instal·leu cadascun dels quatre cables embolicant-lo perfectament al voltant d’un clau i, a continuació, feu un embolcall al voltant de cada clau on es connecta. Al centre del circuit, els dos saltadors s’han de creuar, però no s’han de tocar. Instal·leu la primera d'aquestes a prop del tauler. Instal·leu la segona alçada a les ungles, just a sota del cap.

Pas 7: soldeu i retalleu els ponts

Soldeu cada filferro al costat de l’ungla i retalleu l’excés de filferro. Aneu amb compte, no deixeu que els cables volin per l’habitació.

La tauleta de revisió hauria de ser semblant a la de la foto.

Pas 8: Cobreix cada ungla amb una taca de soldadura

Soldeu una bola de soldadura a la part superior de cada clau. Si els cables (pronunciats) dels components són nets, la petita bombeta és la soldadura que necessitareu. Mireu la foto del primer pla. Tenen les ungles així? Fixeu-vos en la soldadura del cable de pont i de la gota a la part superior de l’ungla.

Pas 9: instal·leu les vostres resistències

Hi ha quatre resistències per soldar al seu lloc. En aquest prototip, fem servir l'enfocament "net". Aquí és on les peces es retallen de prop per obtenir un aspecte net. L'altre enfocament sembla descuidat perquè els cables dels components es deixen llargs per permetre la seva reutilització posterior. Més informació sobre això més endavant.

R1 i R4 són 470 ohms o groc-violeta-marró-daurat. Col·loqueu la resistència a través dels caps de les ungles. Soldeu cada extrem simplement tornant a fer fluir el blob de soldadura. Retalleu cada cable prop del cap de l’ungla.

R2 i R3 són 51K (51.000) ohms o verd-marró-taronja-daurat. Soldar i retallar.

En realitat, el valor de R2 i R3 pot ser diferent si voleu utilitzar condensadors de valor diferents o canviar la velocitat de parpelleig. Vaig fer l’esquema i vaig trobar que no tenia cap condensador de 10uF a mà. Així que he utilitzat uns condensadors de 22uF i he utilitzat resistències de 27K. Això proporciona aproximadament la mateixa velocitat de flaix.

Pas 10: instal·leu els LED

Els LED han d’anar d’una manera determinada. Fixeu-vos que l’esquema mostra una fletxa amb el punt tocant una barra. La barra és el càtode, la fletxa és l’ànode. Si mireu atentament el LED, veureu que un cable és més llarg (l’ànode) i hi ha un petit punt pla al cos del LED prop del cable més curt (el càtode).

Doblegueu amb cura tots els cables del LED de 90 graus com a la foto. El millor és utilitzar les alicates de punta d’agulla per subjectar el cable a prop del cos del LED i després doblegar-lo des de l’extrem obert. Això evita que l'acció de flexió es trenqui el cos del LED.

Soldeu cada LED amb el costat pla cap al transistor. Retalleu els dos cables.

Pas 11: Instal·leu els condensadors

Es tracta de condensadors electrolítics d’alumini. També s’han d’instal·lar d’una manera particular. Igual que els LED, el cable més llarg del condensador és el costat "positiu". Veureu el costat oposat marcat amb "-", el signe menys.

Doblegueu els cables a la mateixa casa que els LED. La soldadura al seu lloc tenint en compte la marca "+" a l'esquema és el temps més llarg. Retallar després de soldar.

Pas 12: els darrers components, els transistors

Els transistors tenen tres derivacions, Collector, Base i Emitter. Mireu atentament la foto. Fixeu-vos que el costat pla dels dos transistors es troba al costat dret, tot i que el cable central està doblegat en una direcció diferent. A Q1, el cable central es dobla cap al costat pla, a Q2, es dobla cap al costat rodó.

Soldeu cada transistor al lloc i retalleu-lo.

Pas 13: connecteu una font d'alimentació i mireu què passa

Soldeu el cable vermell (positiu) del clip de la bateria al bus de la part superior del circuit. (part superior de R1)

Soldeu el cable negre (negatiu) al bus de terra, (part inferior de Q1)

Connecteu la bateria. Alguns LED parpellegen endavant i enrere; veieu el vídeo com a exemple.

Podeu utilitzar unes quantes ungles per mantenir la bateria al seu lloc si ho desitgeu.

Pas 14: el camí no tan bonic

Aquí hi ha una altra taula de treball. Tingueu en compte que els cables dels components s’han deixat completament. No és bonic, però permet desmuntar el tauler i fer servir les parts que s’utilitzen per a altres projectes. El problema d'això és que és fàcil fer un curtcircuit dels cables junts.