Mint egy falat kenyér…

A kezdő kísérletező, amikor áramkörépítésre adja a fejét, hamar belefut a problémába: ha három-négy alkatrésznél többet tartalmaz a kapcsolási rajz, már nehézkes a levegőben összekötni őket. Kezdetben még maga a forrasztás is gondot okozhat – lehet, hogy még nem is a végleges áramkört építjük…

Mérnöki gyakorlatban szintén fontos helye van a megfelelő kísérleti felületnek, ott a fejlesztés első nagyjából működő eredményét prototípusnak hívják. Az ilyen kiforratlan áramkörökre kár lenne még rákölteni a gyártósor beüzemelési költségét, a gyakori változtatásoknak amúgy sem kedvez a sorozatgyártásra szabott közeg.

Fenti esetekre kell tehát egy hordozó, amelyen megépíthetjük első működő áramköreinket és ha szeretnénk hirtelen változtatni rajta, jó lenne, ha könnyen megtehetnénk. Aztán ha már végleges a mű, lehet készre gyártani.
Szerencsére a megoldás már régóta létezik; szinte megkerülhetetlen fogalom a breadboard.

Miért breadboard?

Ha szó szerint fordítjuk, kb. azt kapjuk: “kenyérdeszka”. Talán a konyhaművészetben jártasabbak majd kijavítanak, de talán a szakszerű neve kenyérvágó deszka lehet. Hogy mi köze ennek az elektronikához? Nos mielőtt feltalálták volna a breadboardot, áramkört már akkor is kellett próbálgatni. A fiatal kísérletezgetők pedig a mamától elcsent kenyérvágó deszkába vert szögeteket használták csomópontnak, maga a deszka pedig szigetelő hordozóként szolgált. Azért jobb, hogy ma már nem kell a konyhában szögelni!

A modern verzióból többféle is létezik. Van amelyikre fel kell forrasztani az alkatrészeket – ezt magyarul általában próbapanelnak hívják. Előnye, hogy olcsó, hátránya, hogy kicsit nehézkesen lehet változtatni a művünkön és nem ússzuk meg a forrasztást.

A mi mai témánk viszont az ún. solderless (forrasztásmentes) breadboard, amelynél nagyszerűbb találmányt nem sokat kapott kezébe az egyszeri kísérletező!

Mit tud a breadboardunk?

• korlátlan számban módosítható az áramkör
• nem kell forrasztani
• többféle méretben kapható
• sorolható, azaz többet is összeállíthatunk nagyobb kísérletekhez
• hátulja rendszerint öntapadós, így tetszőleges hordozható felületre rögzíthető

 

Hogy működik?

A breadboardban szigorú rend szerint vannak előre összekötve az alkatrészek lábait fogadó érintkezők. Az azonosítás megkönnyítése érdekében az egyes sorok és oszlopok számokkal, illetve betűkkel vannak megjelölve, így tehát egy konkrét érintkezési pont egy betű és egy szám kombinációjával egyértelműen azonosítható (pl. A24).
Nagyon fontos megjegyezni – ez a használat legfontosabb szabálya -, hogy a sorok galvanikus kapcsolatban vannak, közöttük az ellenállás nullának tekinthető. Elektrotechnikai szempontból a sorok megfeleltethetőek a csomópont fogalmának.

Két fontos dolgot kell még tudni. Egyfelől minden breadboard közepén van egy elválasztó sáv, vagy “árok”. Ez alatt nincs összeköttetés, tehát pl. a 24. sor az árok két oldalán nincs összeköttetésben. Ez azért jó, mert az árok két oldalára tudjuk egy szabványos DIP tokozású integrált áramkör lábait beszúrni. Így nem okozunk akaratlanul a kivezetések között zárlatot.

 

A másik fontos tudnivaló, vagy inkább hasznos funkció a komolyabb breadboardok szélén elhelyezett – rendszerint piros és kék színnel megjelölt – két tápsín. Gyakori, hogy az áramkörünk egy adott csomópontja pozitív, vagy negatív tápfeszültséget igényel. A tápsínek segítségével ezek mindig kéznél vannak, nem kell messziről egy összegubancolódott vezetékkel odavinni. A tápsíneknél nagyon fontos megjegyezni, hogy a breadboard többi részével ellentétben ezeknél az oszlopok vannak azonos potenciálon, így elérnek a panel végéig.

 

Néhány nagyobb méretű breadboardnál a tápsínek a felüknél meg vannak szakítva. Ezt jól ki lehet használni olyan áramköröknél, amelyek egyszerre többféle tápfeszültséget is igényelnek. Rögtön itt a Raspberry, melynél 3,3V és 5V-ra is szükségünk lehet.

Meddig él?

Elvileg tehát végtelen sokszor dughatunk egy lyukba alkatrészlábat, de mint tudjuk az elmélet nem egyenlő a gyakorlattal… Idővel a korróziómentesítő bevonat lekopik a kis érintkezőkről, a rugalmas erő, ami a helyén tartja az alkatrészt, pedig lecsökken. Az elhasználódás jele a bizonytalan kontaktus, a lötyögő alkatrészláb. Ezek nagyon meg tudják keseríteni az eleve épp kísérleti fázisban lévő áramkör helyes kiértékelését.
Az élettartam növelése érdekében érdemes nagyobb panelt vásárolni és mindig más részére felépíteni a kísérleteinket. Mindig figyeljünk oda, hogy csipeszt használjunk a lábak behelyezésénél, és soha ne erőltessünk vastagabb kivezetést a lyukakba, mint ami kényelmesen a helyére tehető.

Mi kell még a használatához?

Nyilván alkatrészek, pl. olyan furatszerelt ellenállások, amelyekről nemrégiben volt szó itt a málnasulin. Az alkatrészeken kívül azért kelleni fognak még nekünk szigetelt átkötő huzalok is, angolul általában jumpernek hívják őket. Ezeket meg lehet vásárolni sokféle készletben, de az igazság az, hogy pl. UTP kábelből bontva is működőképes – ha nincs más, a célra ez is megfelel. Az átkötő huzalokkal tudunk tehát összeköttetést teremteni távolabbi pontok illetve a tápsínek és az áramkör megfelelő csomópontjai között. Itt is érdemes odafigyelni a színekre, igyekezzünk ne összevissza használni, ami a kezünk ügyébe akad!

Praktikus eszköz a mostanában elterjedőben lévő breadboardos tápegység is. Ezek valamilyen külső tápfeszültségről (fali dugasztápegység, 5V USB) képesek a panelba beszúrva egyből a tápsínekre csatlakozva megfelelő tápfeszültséget biztosítani. Ha ilyet vásárolunk, mindig ellenőrizzük, hogy mekkora a terhelhetősége, hány A áram vehető ki belőle károsodás nélkül. Ha ezt túllépjük – márpedig kísérleteknél előfordulhat – károsodhat az áramkörünk, a kis tápegység és minden más is, ami a közelében van…
Legalább ilyen fontos tisztázni, hogy hány V feszültséget ad majd a tápsínünkre az eszköz. A leggyakoribb megoldás az 5V stabilizált feszültséget produkáló modell, ezekhez pl. egy erősebb telefontöltő is megfelelő lehet bemeneti meghajtásként.

Fritzing és a breadboard

A fritzing.org-on elérhető egy mostanra nagyon elterjedt ingyenes prototípus áramkörtervező, ami kifejezetten a szemléletes rajzok gyors és egyszerű elkészítésére specializálódott. Itt a málnasulin is gyakran találkozhattok a programban készített rajzainkkal. Sokat segít, hogy ismeri a breadboard működését és a kísérleti áramköreink ezt kihasználva rajzolhatók meg benne. Az így kapott rajzok sokféleképpen felhasználhatóak és átadhatók akár komolyabb gyártásra is. Az alábbi ábrán egy fritzinges rajzot láthattok, amelyen az IC és a breadboardos táppanel bekötését is tanulmányozhatjátok.

 

Elfogyott a hely!

Ha kicsi breadboardot választunk elsőre, hamar kinőhetjük. Ilyenkor jön jól, hogy a legtöbbjük sorolható, az oldalukon kis csapok biztosítják a szerszámmentes összeépíthetőség lehetőségét. Jó ha tudjuk azonban, hogy két breadboard között nekünk kell a villamos összekötést létrehozni, a mechanikus összekötési pontok nem engedik át az áramot.

Ha áttekintjük a választékot, azt fogjuk tapasztalni, hogy rengetegféle kivitelben gyártanak mára breadboardot. A vásárlás előtt érdemes végiggondolni mire is kell nekünk. Csak kipróbálnánk, hogy működik, esetleg hosszabb távú terveink vannak. A komolyabb munkákhoz természetesen érdemes nagyobb panelt egyben vásárolni, nehogy lefolyjon a projekt a szélén! A breadboardok külső mérete és a rajtuk elhelyezett pontok száma arányos, hiszen a lyukosztás szabványos. A legelterjedtebbek a full-size 830-840 pontos és a half-size 400 pontos változatok. Ezek 200 pontot tartalmaznak a tápsíneken és további 630-at a lyukmezőn (összesen tehát 830 lyuk van rajta). Középen elválasztották a már említett árokkal IC-k csatlakoztatásához.

Mint minden precíz műszaki eszköznél, itt is igaz, hogy a jobb minőségű és tartósabb breadboardok általában drágábbak is, mint a névtelen gyártók termékei.

A cikkben bemutatott forrasztás nélküli breadboardok megvásárolhatók a MálnaPC Webshopjában!