Прототипирование электроники

В электронике . прототипирование означает создание реальной схемы на базе теоретического проекта для проверки ее работоспособности и предоставления физической платформы для ее отладки, если она не работает Прототип часто создается с использованием таких методов, как обмотка проводов или использование макета , картона или перфорированной платы , в результате чего получается схема, которая электрически идентична конструкции, но физически не идентична конечному продукту. ^[1]

Существуют инструменты с открытым исходным кодом, такие как Fritzing, для документирования электронных прототипов (особенно макетов) и перехода к физическому производству. Платформы прототипирования, такие как Arduino, также упрощают задачу программирования и взаимодействия с микроконтроллером . ^[2] Разработчик может использовать свое изобретение как есть, используя платформу прототипирования, или заменить его только чипом микроконтроллера и схемой, соответствующей его продукту.

Техник может быстро построить прототип (а также внести дополнения и модификации), используя эти методы, но для массового производства гораздо быстрее и обычно дешевле производить массовое производство печатных плат на заказ , чем производить другие типы плат-прототипов. Распространение компаний, занимающихся быстрым изготовлением и сборкой печатных плат, позволило применить концепции быстрого прототипирования к проектированию электронных схем. Теперь стало возможным, даже при наличии самых маленьких пассивных компонентов и самых крупных корпусов с мелким шагом, изготовить, собрать и даже протестировать платы за считанные дни.

Доски

Макет

Беспаечная макетная плата на 400 точек с расстоянием между отверстиями 0,1 дюйма (2,54 мм), вид сверху и снизу

400-точечная печатная плата (PCB) электрически эквивалентна вышеуказанному беспаечному макету.

Макетная плата , беспаечная макетная плата или прототипная плата — это строительная основа, используемая для создания полупостоянных прототипов электронных схем . В отличие от перфорированной или стрипборда , макетные платы не требуют пайки или разрушения дорожек и, следовательно, могут использоваться повторно. По этой причине макеты также популярны среди студентов и специалистов технического образования.

С помощью макетов можно создавать прототипы различных электронных систем: от небольших аналоговых и цифровых схем до полноценных центральных процессоров (ЦП).

По сравнению с более постоянными методами подключения цепей, современные макеты имеют высокую паразитную емкость , относительно высокое сопротивление и менее надежные соединения, которые подвержены ударам и физическому разрушению. Передача сигналов ограничена примерно 10 МГц, и не все работает должным образом даже ниже этой частоты.

Перфборд

Перфборд — материал для прототипирования электронных схем . Это тонкий, жесткий лист с отверстиями, предварительно просверленными через стандартные интервалы по сетке, обычно квадратной сетке с шагом 0,1 дюйма (2,54 мм). Эти отверстия окружены круглыми или квадратными медными площадками, хотя доступны и голые платы. Недорогой перфорированный картон может иметь площадки только на одной стороне картона, в то время как перфорированный картон более высокого качества может иметь площадки с обеих сторон ( сквозные отверстия в пластине ). Поскольку каждая контактная площадка электрически изолирована, строитель выполняет все соединения либо с помощью проволочной обмотки , либо с помощью миниатюрной проводки «точка-точка» . К плате прототипа припаиваются дискретные компоненты, такие как резисторы , конденсаторы и интегральные схемы . Подложка обычно изготавливается из бумаги, ламинированной фенольной смолой (например, FR-2 ) или эпоксидного ламината, армированного стекловолокном ( FR-4 ).

Стрипборд

Стрипборд — это общее название широко используемого типа электронных прототипирования материала для плат, характеризующегося заранее сформированной регулярной (прямоугольной) сеткой отверстий размером 0,1 дюйма (2,54 мм) с широкими параллельными полосами медной оболочки, идущими в одном направлении на протяжении всего вдоль одной стороны изоляционно- склеенного бумажного картона. Он также широко известен под названием оригинального продукта Veroboard, который является товарным знаком в Великобритании британской компании Vero Technologies Ltd и канадской компании Pixel Print Ltd. Он был создан и разработан в начале 1960-х годов электроники Департаментом Веро Пресижн Инжиниринг Лтд (ВПЭ). Он был представлен как материал общего назначения для использования при создании электронных схем , отличающийся от специально разработанных печатных плат (PCB) тем, что с использованием стандартной монтажной платы можно создавать различные электронные схемы. ^{[ нужна ссылка ]}

При использовании платы в дорожках делаются разрывы, обычно вокруг отверстий, чтобы разделить полосы на несколько электрических узлов. Соблюдая осторожность, можно разбить отверстия между отверстиями, чтобы обеспечить возможность использования компонентов, которые имеют два ряда контактов, разделенных только одной позицией, например, двухрядные разъемы для IDC .

Полосная плита не предназначена для компонентов поверхностного монтажа , хотя многие такие компоненты можно установить со стороны направляющей, особенно если направляющие вырезаны/приданы им необходимой формы с помощью ножа или небольшого отрезного диска во вращающемся инструменте .

Первый продукт Veroboard единого размера стал предшественником многочисленных типов прототипов монтажных плат, которые за пять десятилетий стали использоваться во всем мире и стали известны как стрипборд. ^{[ нужна ссылка ]}

Общие термины «veroboard» и «stripboard» теперь считаются синонимами. ^{[ нужна ссылка ]}

Ссылки

^ «Быстрый прототип печатной платы» . www.wellpcb.com . Ну печатная плата . Проверено 1 июня 2017 г.
^ Тревеннор, Алан (17 октября 2012 г.). Практические микроконтроллеры AVR: игры, гаджеты и домашняя автоматизация с помощью микроконтроллера, используемого в Arduino . Апресс. ISBN 9781430244462 .

[1] «Быстрый прототип печатной платы» . www.wellpcb.com . Ну печатная плата . Проверено 1 июня 2017 г.

[2] Тревеннор, Алан (17 октября 2012 г.). Практические микроконтроллеры AVR: игры, гаджеты и домашняя автоматизация с помощью микроконтроллера, используемого в Arduino . Апресс. ISBN 9781430244462 .

[1]

[2]