Прототипування елекронних схем

Коротко про те, що потрібно придбати

Коли ви тільки починаєте працювати з електронікою, завжди виникає питання: як зібрати схему так, щоб її легко було перевірити, змінити й налагодити? Для цього існує прототипування — процес створення тимчасових макетів електронних пристроїв.

Найзручніший інструмент для новачків — макетна плата (breadboard). Вона дозволяє швидко з’єднувати деталі без пайки: достатньо вставити резистор, діод чи мікросхему в отвори й підключити дротами. Це дуже зручно, бо ви можете експериментувати — змінювати компоненти, переставляти їх, пробувати різні варіанти.

На світлині вище зображена стандартна макетна плата. Зеленими напівпрозорими лініями намальовано те як отвори плати електрично з'єднані між собою. Зверху і знизу (довгі поздовжні лінії) - це шини живлення. Посередині плати короткі шини - це для встановлення елементів. Для з'єднання компонентів і елементів між собою використовуються дроти з пінами:

Для більш постійних рішень використовують монтаж на макетних платах із паяними доріжками або перфорованих платах, де елементи кріпляться пайкою. Це вже ближче до реального пристрою, але вимагає акуратності та базових навичок роботи з паяльником.

Ще одним важливим компонентом прототипування є блок живлення, існують спеціальні лабораторні БЖ з регуляцією напруги, струму - змінний або постійний:

Вони дорогі і габаритні, як альтернатива можна для початку просто купити відсік для батарей і через акумулятор живити схему. Звісно такий варіант обмежений постійним струмом, єдиним варіантом напруги тощо:

Так як я багато подорожую по роду занять, тягати за собою лабораторію не варіант, тому я купив собі зарядний пристрій для fpv-батарей. Він не дешевий, обмежений постійним струмом, але має режим живлення, дуже компактний, має регулятор вихідної напруги і захист від перенавантажень. Також варіант.

Якщо є бажання (або потреба), можна додатково придбати генератор сигналів для подачі в схему сигналів різних форм і рівнів - для схем що працюють з різними видами сигналів:

Для збору нам, звісно, необхідні електронні елементи. Вони продаються окремо або наборами. Для навчання зручно купити набір - електронний конструктор. Є різні варіанти від дешевих до дорогих, для початку можна придбати самий простий, наприклад такий:

Окремо можна докупити будь-який необхідний компонент, в залежності від того, що ви хочете зробити. Наприклад на світлині знизу представлені usb-порт, модуль сенсорної кнопки, інфрачервоний датчик перешкод і матриця світлодіодів:

Для прототипування зручним є також використання модульних рішень - готових плат, які виконують певну одну функцію (приймач, передавач, плата керування двигуном, модуль зарядки батареї, живлення тощо).

Таким чином, прототипування — це місток між ідеєю та готовим пристроєм. Воно дозволяє безболісно помилятися, вчитися на практиці й поступово рухатися до власних робочих проєктів.