Làm thế nào tôi có thể chẩn đoán các vấn đề có thể xảy ra với bánh mì của tôi?

Tôi là một giáo sư EE, và trong phòng thí nghiệm kỹ thuật số của tôi, các sinh viên của tôi đã gặp vấn đề với bánh mì trong tuần này (phần nào đó dọc theo câu hỏi này ). Các thành phần dường như hoạt động khi được chuyển đến một khu vực khác trên bảng và tôi đã giúp khắc phục sự cố, vì vậy tôi không nghĩ đó là trường hợp lỗi của học sinh.

Các vấn đề có thể làm hỏng bánh mì là gì, và làm thế nào tôi có thể chẩn đoán chúng? Có đơn giản như việc tháo từng bảng khỏi nền tảng và kiểm tra các dải thiết bị đầu cuối không? Tôi có cần phải loại bỏ các dải? Có công cụ nào tôi có thể sử dụng để kiểm tra pin-by-pin không?

Sử dụng đúng cách

Các bảng mạch kiểu cắm thêm với hàng năm ổ cắm .1 inch mà bạn dường như đang nói đến có thể thực sự hữu ích, nhưng cũng có thể bị lạm dụng. Biết cách sử dụng và chăm sóc cho những chiếc bánh mì như vậy là một kỹ năng EE đủ hữu ích mà nó đáng để sử dụng trong vài phút.

Điều chính để không lạm dụng bánh mì là không cắm vào các khách hàng tiềm năng quá lớn. Điều đó có thể gây kẹt các tiếp điểm, làm cho chúng rơi xuống thay vì để chúng nằm nghiêng như dự định. Khách hàng tiềm năng quá lớn cũng thường yêu cầu phá vỡ nhựa phía trên tiếp xúc một chút bằng cách mở rộng lỗ. Điều đó cho phép các khách hàng tiềm năng có kích thước phù hợp đi ngang một chút, bây giờ cho phép ngay cả những khách hàng tiềm năng này để bẻ khóa một trong các clip mùa xuân.

Hãy cẩn thận để đẩy dẫn thẳng xuống. Một lần nữa giữ cho chúng không đẩy vào một trong những lò xo theo cách không có ý định.

Thật không may, sinh viên sẽ là sinh viên, và không có hứng thú lâu dài với các bảng mạch. Họ chỉ cần thực hiện dự án của họ. Liệu chiếc bánh mì có tào lao sau khi chúng được thực hiện hay không là vấn đề của người khác.

Breadboards như sách giáo khoa

Giải pháp là để bạn xem xét bánh mì như sách. Mỗi EE nên có một hoặc hai bánh mì để thử nghiệm. Biết cách sử dụng nó đúng cách, cách chăm sóc nó và các vấn đề mạch đặc biệt do bánh mì là những điều hữu ích cho các EE chuyên nghiệp biết. Mỗi sinh viên cần mua bánh mì của riêng mình. Bằng cách đó, họ có động lực để không lạm dụng chúng. Nếu họ làm như vậy, họ học được một bài học trước khi ông chủ hoặc đồng nghiệp nghĩ rằng họ là một kẻ ngốc.

Không phải tất cả các bánh mì được làm bằng nhau. Đừng chỉ mua về giá cả, đặc biệt khi chúng đến từ vùng viễn đông của di sản đáng ngờ. Khi bạn tìm thấy một nguồn tốt, bạn có thể sắp xếp mua hàng khối lượng để sinh viên của bạn có thể nhận được chúng ở một mức giá hợp lý.

Sự cố mạch

Rất nhiều người sẽ ngay lập tức đổ lỗi cho bất cứ điều gì không hoạt động trên một chiếc bánh mì trên thực tế là nó trên một chiếc bánh mì. Tìm kiếm "Breadboard" trên trang web này, và bạn sẽ thấy rất nhiều bình luận linh thiêng hơn. Đây là phần lớn sai.

Breadboards có thể rất hữu ích để thử và kiểm tra các mạch cơ bản. Đây chính xác là những điều sinh viên EE nên làm. Tuy nhiên, có một số vấn đề:

1. Không có máy bay mặt đất. Đôi khi điều đó không quan trọng lắm. Nó có thể giúp gắn bảng bánh mì trên một tấm kim loại với một cột ràng buộc để bạn có thể kết nối tấm với bảng bánh mì bằng một dây duy nhất. Hoặc, bạn có thể chọn một trong các dải bus ngang để buộc tấm vĩnh viễn. Trong trường hợp đó, bạn cần phải dán nhãn cẩn thận.

   Một khả năng khác là đặt một mặt phẳng mặt đất dưới khu vực làm việc của bạn. Nó có thể đơn giản như làm việc trên một miếng bìa cứng, với lá nhôm bên dưới, được buộc vào lưới trên mặt đất.

   Hãy nhớ rằng một số bảng mạch, đặc biệt là những cái rẻ hơn, có đáy của các clip mùa xuân được phơi bên dưới. Họ sẽ rút ngắn mọi thứ dẫn điện mà họ đang ngồi. Yêu cầu học sinh của bạn luôn luôn đặt một số băng cách điện trên các điểm tiếp xúc trần ở dưới cùng của bảng.

2. Các liên hệ mỗi có một số kháng chiến. Hầu hết thời gian điều này không quan trọng lắm. Hãy nghĩ về các tiếp điểm trên bảng mạch là chỉ dành cho tín hiệu và công suất nhỏ (muốn cấp nguồn cho chip logic). Đừng làm những việc như chạy điện cho động cơ thông qua bánh mì. Điều đó có thể quá nóng tiếp xúc, gây ra quá trình oxy hóa và các vấn đề dài hạn.

3. Có một số điện dung giữa các cột liền kề. Vấn đề này phần lớn được thổi phồng, nhưng nó có thể quan trọng đối với các mạch tương tự đặc biệt nhạy cảm.

4. Họ không cho tần số cao. Điều này thực sự xuất phát từ việc không có mặt phẳng mặt đất và lớn hơn dung lượng ký sinh thông thường. Tuy nhiên, dường như mọi người quên điều này quá dễ dàng.

   Cũng lưu ý rằng điều này quan trọng hơn đối với tín hiệu tương tự hơn là kỹ thuật số. Một tinh thể 8 MHz đối với vi điều khiển dường như không phải là vấn đề, nhưng ngay cả một máy thu radio 1 MHz cũng sẽ hoạt động khác nhau trên bảng mạch.

5. Chúng chỉ dành cho các thành phần thông qua lỗ và IC trong các gói DIP. Cả hai đã đi theo con đường của khủng long. Tuy nhiên, tiện ích của bánh mì, đặc biệt là cho việc học, đáng để xử lý vấn đề này. Vì bạn đang kinh doanh trong lĩnh vực học tập, hãy giữ một kho điện trở W và các bộ phận khác xung quanh. Bạn vẫn có thể nhận được nhiều tụ điện trong các phiên bản thông qua lỗ.

   Ngoài ra còn có các bảng vận chuyển có sẵn từ các địa điểm sở thích có các gói gắn trên bề mặt chung, và mang chúng ra một dòng ghim dành riêng để cắm vào bảng. Thật có ý nghĩa khi có một nguồn cung cấp những thứ này có sẵn trong phòng thí nghiệm của bạn. Bạn chắc chắn nên có chúng cho các gói SOT-23-3, SOT-23-6 và SOIC-14.

Xử lý sự cố

Những gì tôi thường làm để gỡ lỗi các mạch bánh mì là cắt một sợi dây đơn 24 mét trên mỗi đầu dò phạm vi. Các clip mặt đất thăm dò đi đến một sợi dây ngắn đi ra khỏi bảng mạch với đầu inch hoặc hơn như vậy. Điều này cho phép hai clip thăm dò mặt đất phạm vi để đính kèm.

Bây giờ bạn chỉ cần cắm các đầu khác của 24 dây đo vào bất kỳ miếng đệm nào trên bảng điều khiển mà bạn muốn xem tín hiệu.

Đừng lười biếng bằng cách gỡ clip khỏi đầu dò phạm vi và cắm đầu nhọn của đầu dò trực tiếp vào lỗ bánh mì. Đầu tiên, những phần nhọn này thường quá dày cho một chiếc bánh mì. Nhưng lý do thực sự là sớm muộn gì bạn cũng sẽ vô tình vuốt tay qua các đầu dò dính trên bảng. Điều đó sẽ làm mất các đầu nhọn của đầu dò, làm hỏng chân bánh mì hoặc cả hai.

Tóm lược

Breadboards có thể hữu ích, ngay cả trong một thiết lập chuyên nghiệp. Chúng là những công cụ mà học sinh của bạn nên sở hữu, học cách chăm sóc đúng cách và học cách sử dụng khi có hoàn cảnh phù hợp. Chúng cũng tuyệt vời để tìm hiểu về các mạch và có được trực giác cực kỳ quan trọng về các mạch mà bạn không có được từ sách.

Học sinh của bạn chắc chắn cần phải hiểu lý thuyết và toán học đằng sau thiết bị điện tử, nhưng đó chỉ là một phần của EE. Khi tôi phỏng vấn các ứng cử viên EE, tất nhiên tôi cần thấy họ biết lý thuyết. Tuy nhiên, hầu hết các cuộc phỏng vấn tôi sẽ tìm kiếm trực giác điện tử mà chỉ thử nghiệm mới có thể mang lại cho bạn.

Các EE tốt nhìn vào sơ đồ và thấy các điện áp đẩy và dòng chảy. Họ nhìn thấy một bóng bán dẫn hoặc opamp hoặc tụ điện hoặc hầu hết bất kỳ phần nào bởi ý nghĩa của nó "trong mạch", không chỉ là một số phương trình để giải quyết dòng điện đến bốn chữ số thập phân. Sự khác biệt giữa EE thực sự và người chỉ cắm các giá trị vào phương trình là có thể "biết" các khối xây dựng và có trực giác về thiết bị điện tử theo cách cho phép bạn đưa ra các cấu trúc liên kết mạch mà bạn chưa từng thấy trước đây, chỉ được điều khiển bởi những gì mạch cần làm. Điều này cần thử nghiệm, xem lý thuyết và thực tiễn khác nhau như thế nào, hàng giờ tự hỏi tại sao bộ khuếch đại đơn giản trông tuyệt vời trong lý thuyết thực sự dao động khi bạn chế tạo nó, v.v. Breadboards là phương tiện tốt nhất chúng ta có cho việc học như vậy ngày nay.

Có lẽ đã 10 năm hoặc lâu hơn kể từ lần cuối cùng tôi cần thử nghiệm một mạch điện đến mức thật hợp lý khi sử dụng một chiếc bánh mì, nhưng những thứ như vậy thỉnh thoảng xuất hiện. Tôi đã là một kỹ sư điện chuyên nghiệp từ năm 1980, và tôi đã từng sử dụng những chiếc bánh mì sớm hơn trong sự nghiệp của mình. Tôi nghĩ điều này là do hồi đó hầu hết các bộ phận đều có lỗ thông với .1 ", chi phí và vòng quay của việc chế tạo bo mạch PC cao hơn và các mạch tương tự nhiều hơn.

Nghĩ lại, lần cuối cùng tôi sử dụng một chiếc bánh mì thật là trong việc phát triển một mạch có thể nhận được tín hiệu siêu âm sử dụng rất ít năng lượng dự phòng. Điều này đã sử dụng các bóng bán dẫn ở dòng điện thấp đến mức bảng dữ liệu đưa ra rất ít hướng dẫn những gì mong đợi. Tôi cần khoảng 2000 tăng ở 40 kHz. Cuối cùng, tôi đã nhận được nó xuống 35 dòng tĩnh, nhưng không phải không có một số thử nghiệm. Tôi đoán lý do điều này phù hợp với bảng mạch là vì đó là một mạch tương tự không có tần số đa MHz.

Có công cụ nào tôi có thể sử dụng để kiểm tra pin-by-pin không?

Tôi biết trợ lý nghiên cứu có thể là lao động giá rẻ, nhưng xem xét giá của bánh mì: Nếu điều này là cần thiết, bạn có thể chỉ muốn đầu tư vào chất lượng cao hơn hoặc đơn giản là bánh mì mới.

Ngay cả khi còn là một học sinh 13 tuổi, tôi chỉ cần ném đi một vài chiếc bánh mì mà tôi đã mua từ thu nhập nhỏ của mình sau khi nhận ra chúng chỉ đơn giản là không được sản xuất đủ chính xác để đảm bảo tiếp xúc đáng tin cậy với các thành phần DIP. Ban của bạn có lẽ tốt hơn tôi rất nhiều, hồi trước - có vẻ như ít nhất họ cũng có cơ sở - nhưng họ có thể đã thấy một vài lần sử dụng thô do sử dụng trong một cơ sở giáo dục.

Các vấn đề có thể làm hỏng bánh mì là gì, và làm thế nào tôi có thể chẩn đoán chúng?

Sử dụng trí tưởng tượng của bạn!

• tiếp xúc yếu do mệt mỏi cơ học
• bụi bẩn
• hiệu ứng như điện dung đi lạc, điện cảm, điện trở
• kết nối không an toàn do tiếp xúc cơ học kém, vì các thành phần không được tạo ra cho bánh mì, nhưng sản xuất PCB
• rất nhiều thứ khác có thể sai

Không thể nói điều gì sai trong trường hợp cụ thể của bạn - sử dụng trải nghiệm EE của bạn để loại trừ mọi thứ, nếu đó là con đường bạn muốn đi.

Bây giờ, phòng thí nghiệm kỹ thuật số có thể hoặc không có nghĩa là bạn đang làm công cụ tốc độ cao - và bánh mì, do hình dạng của tất cả các bộ phận tiến hành, đặc biệt là dễ tạo ra cuộc trò chuyện chéo hoặc suy giảm thú vị.

Tôi đã làm và vẫn làm một số nguyên mẫu, ngay cả trên bánh mì. Tuy nhiên, trước đây tôi đã thất vọng rất nhiều, vì vậy bây giờ tôi về cơ bản có một chiếc bánh mì (không phải mẫu , mẫu đơn ) mà tôi tin tưởng và về cơ bản tôi chỉ sử dụng nó để cắm PCB mà tôi đã đặt hàng hoặc tự sản xuất với 2.54 tiêu đề pin mm mm, và một vài dây cáp nhảy để cung cấp năng lượng cho các bảng, và có thể tách mũ cho nguồn cung cấp. Tôi có thể dựa vào liên hệ của một vài thành phần được chọn, từ kinh nghiệm.

Tôi đã bị cắn bởi sự tiếp xúc không đáng tin cậy, đặc biệt là các điện trở có dây, thường xuyên đến mức tôi nhận ra rằng tôi có thể gỡ lỗi một nguyên mẫu có thể hoặc không thể bị lỗi do thiết kế của tôi hoặc do sự cố với thiết kế của tôi hoặc do sự cố với địa chỉ liên lạc trong Breadboard của tôi, chỉ đơn giản là không làm bất cứ điều gì thậm chí phức tạp từ xa trên Breadboard. Nếu một cái gì đó được thực hiện trên PCB, bạn có thể, miễn là bạn biết cách hàn, loại trừ các liên hệ xấu là một nguồn gây ra lỗi. Và đó là khá nhẹ nhõm.

Thiết kế PCB của riêng tôi thực sự nhanh hơn việc tìm ra cách chế tạo một thiết bị phức tạp, ví dụ như bốn bóng bán dẫn với một vài điốt và điện trở phân cực như một thiết kế hình chữ nhật. Và, nếu tôi có đủ công việc phải xếp hàng để làm trong khi chờ PCB, tôi có thể đặt mua những thứ giá rẻ ở đâu đó ở Trung Quốc. Đối với những thứ riêng tư và PCB nhỏ, một bộ ba PCB chắc chắn rẻ hơn so với chi phí của một chiếc bánh mì chất lượng cao chia cho các thế hệ sinh viên sẽ sử dụng nó.

Tất nhiên, hoàn toàn đúng khi dạy học sinh cách thiết kế sơ đồ và bố trí một bảng có thể nằm ngoài phạm vi của phòng thí nghiệm mà bạn đang hướng tới - tuy nhiên, đó có thể là một điều thú vị để học.

Như đã nói, tôi không biết bạn sử dụng loại linh kiện nào. Nhưng giả sử đó là những thứ khác như bóng bán dẫn rời rạc và cổng logic DIP (7400 loại gia đình) và có thể một bảng giao diện DSP / FPGA / vi điều khiển / PC để kết nối với chúng, có thể là một nền tảng ở giữa sẽ rất thú vị:

Hàn một bóng bán dẫn TO-92 hoặc IC DIP14 và các tiêu đề pin vào bảng hoặc bảng mạch thực sự không thực sự khó thực hiện. Học sinh vẫn có thể thử nghiệm tương tác với mạch nếu họ đã tự hàn các mạch cơ bản của mình và sử dụng dây nhảy chất lượng tốt bên ngoài (đừng bắt tôi sử dụng chất lượng của dây nhảy) để kết nối chúng, nếu tần số tín hiệu cho phép.

Đối với các mạch kỹ thuật số, công cụ này giúp:

Lợi ích của việc này là nếu bạn đọc 1/2 điện áp cung cấp trên đồng hồ, vấn đề là mạch hở trên chân. Chỉ cần đi qua từng pin trên thiết bị và kiểm tra nó so với giá trị mong đợi từ sơ đồ. Nó đi nhanh Kỹ thuật tương tự này hoạt động trên các bảng mạch thông thường để tìm các mạch và mức mở bất ngờ trong cả hai phần thông qua lỗ và SMT. Thủ thuật này vẫn được sử dụng trong các phòng thí nghiệm có nhiều thiết bị kiểm tra. Nó là tốt để dạy một cách tiếp cận có hệ thống.

Một công cụ thời đại khác của năm 1980 là một clip DIP có đèn LED tích hợp để tạo ra một bộ phân tích logic tĩnh. Các clip nhúng mà không có đèn led là nơi tuyệt vời để gắn đầu dò.

Bạn đang sử dụng chúng để làm gì?

Nếu đó là một vấn đề chung chung trong lớp của bạn thì không thể giải quyết được đó là vấn đề kết nối (trừ khi tất cả các bảng mạch bánh mì đã thực sự cũ).

Lý do thường xuyên thứ hai tôi có thể nghĩ đến là tần số quá cao. Kiểm tra freq tối đa được giới thiệu cho bảng của bạn nhưng chúng thường không quá cao.

Hy vọng nó giúp.