От схемы до макетной платы
Теперь давайте создадим нашу первую простую схему, образованную светодиодом и резистором, которую мы назовем «Привет, мир»
[3]. Приведем некоторые простые наблюдения.
• Электрическая схема цепи не соответствует реальной электрической цепи.
• Компонент может отличаться от своего символа (поэтому есть техническое описание).
• В электрической схеме не учитываются размеры и пропорции.
• В электрической схеме очень важны типы соединения между компонентами.
Схема, которую мы хотим создать, показана на рисунке 3.6: светодиод подключен к батарейке с резистором.
Рис. 3.6. Электрическая схема «Привет, мир»
Мы уже произвели расчеты для этой схемы в первой главе, поэтому мы знаем, что необходимые детали это:
• 1 красный светодиод;
• 1 резистор с сопротивлением 390 Ом;
• 1 батарейка с напряжением 9 В;
• 1 зажим для батарейки с напряжением 9 В;
• 1 полноразмерная макетная плата с двумя шинами питания;
• 2 перемычки для соединений или 2 отрезка электрического провода длиной несколько сантиметров; провода для соединения должны быть зачищены с обоих концов на 10 мм.
Цепь в данном случае очень проста, поскольку она имеет один контур. Если бы схема была более сложной, я посоветовал бы попытаться расположить компоненты на столе или нарисовать их на листе бумаги, чтобы найти оптимальное расположение компонентов, которое, как мы уже видели, имеет мало общего с реальной электрической схемой. Давайте посмотрим, что нужно сделать, чтобы включить светодиод.
1. Положим макетную плату на рабочую поверхность.
2. Берем резистор с сопротивлением 390 Ом, который различим по цветным полосам: оранжевая, белая, коричневая и золотая.
3. Вставляем выводы резистора в отверстия D5 и D9. Резистор не имеет полярности, поэтому не имеет значения, в каком направлении его подключать.
4. Возьмем красный светодиод и подключим катод в отверстие ЕЮ и анод в отверстие Е9, в том же столбце, где подключен вывод резистора. Короткий вывод является катодом (отрицательным выводом). Мы можем определить анод и катод, наблюдая светодиод через стеклянную оболочку: анод – это вывод более тонкой формы, катод напоминает своего рода клюшку для гольфа.
5. Берем перемычку или отрезок проволоки длиной в несколько сантиметров, зачищенный на концах, и вставляем один конец в отверстие А5, а другой в шину питания + (помечена красной линией).
6. Берем вторую перемычку, вставляем один конец в А10, а другой в шину питания – (помечена синей линией).
7. Зажим для батарейки в 9 В имеет два гибких провода. Вставляем красный провод в первое отверстие ряда для положительного питания и черный провод в первое отверстие ряда для отрицательного питания.
8. Подключаем батарейку.
9. Светодиод должен загореться: привет, мир!
Рис. 3.7. Изображение электрической цепи, установленной на макетной плате. Рисунок был реализован с помощью программы Fritzing
Если светодиод не загорается:
• Мы тщательно проверяем все соединения. Наиболее распространенная ошибка – это когда выводы соседних элементов подключены на двух параллельных столбцах, а не в одном столбце. Таким образом, ток не может течь от одного компонента к другому!
• Проверьте контакт на проводах и перемычках (попробуйте слегка дотронуться или переместить провод пальцем).
• Попробуйте перевернуть светодиод: вы могли перепутать катод и анод (отрицательный полюс с положительным).
• Светодиод может быть перегоревшим, замените его новым.
• Батарейка в 9 В может быть разряжена, попробуйте заменить ее.
Рис. 3.8. Если светодиод не загорается: убедимся, что выводы двух элементов подключены в одном столбце
Проверка контактов
Одной из основных причин неисправности цепи является плохой контакт: провода, перемычки, разъемы и компоненты, которые должны быть в электрическом контакте, но по разным причинам контакта нет. Для обнаружения этих проблем используется функция тестирования диодов, присутствующая практически в каждом тестере. Эта функция служит для проверки работоспособности диодов, компонентов, через которые ток может протекать только в одном направлении.
Коснувшись диода щупами, прибор подаст звуковой сигнал, если ток проходит. В дополнении к диодам эта полезная функция может быть использована для проверки непрерывности цепей и электрических контактов.
Рис. 3.9. Использование тестера с функцией проверки диодов для проверки контакта перемычки
Используем функцию проверки диодов, чтобы убедиться, что две точки находятся в электрическом контакте.
1. Вставьте черный щуп в разъем СОМ.
2. Вставьте красный щуп в разъем для напряжений/токов и сопротивлений.
3. Убедитесь, что в цепь или в контур, который мы тестируем, не подается электропитание.
4. Коснуться кончиками щупов двух точек для тестирования.
5. Если есть контакт, тестер подаст сигнал.
Примечание. Эти измерения всегда осуществляются с отключенной батарейкой и без источника питания!
Если наш измерительный прибор не имеет функции тестирования диодов, мы можем измерить сопротивление между двумя точками: если сопротивление равно 0 Ом, значит, будет контакт.
Компоненты с нестандартным шагом
Не все компоненты можно поместить на макетную плату. Многие из них имеют шаг, отличный от 2,54 мм, другое особое расположение выводов (возможно, кольцевое), некоторые не имеют подходящих выводов, потому что они слишком толстые, слишком тонкие или вообще отсутствуют. Могут возникнуть трудности в подключении динамиков, микрофонов, потенциометров, реле, штекеров, розеток и других специальных компонентов. В этих случаях можно припаять или прикрепить к этим компонентам подходящие провода или перемычки.
