Hvad er den bedste måde at prototype kredsløb på?

Dette indlæg er oprindeligt fra www.jaredwolff.com

Der er noget, der altid går galt med et første revisionskortdesign. Uanset hvor længe du bruger på at forestille dig, hvordan et kredsløb fungerer, vil det borkes på de mest uventede måder.

I tilfælde af mit seneste projekt overså jeg et kritisk stykke kredsløb. Min åbenbaring? Det viser sig, at du ikke pålideligt kan shunt 375 mW strøm til en 100 mW modstand. ? Desværre, som du gættede det, ville dette kræve omarbejdning.

Så i min søgen efter at finde den rigtige prototypeløsning tænkte jeg: "Hvorfor ikke dele de ting, der går gennem mit hoved lige nu"

Og således blev dette blogindlæg født. ?

Det (loddefri) brødbræt

Når du er tidsbegrænset, er det loddefri brødbræt en go-to. Denne type elektronisk prototyping er smertefri, men der er nogle ulemper. Især spiller det ikke godt med analog optimering. Jeg kommer ind på det lidt senere i dette indlæg.

Jeg har for nylig samlet en indendørs luftkvalitets PM2.5-sensor og interfacet den med en Particle Argon. Jeg samlede det ved hjælp af wire wrap. men det var en komplet katastrofe. Til sammenligning holdt det loddefri brødbræt ting organiseret og flot at starte.

Loddet brødplade og partil

Elektriske ingeniører kommer til at elske (eller hader) brødplader tidligt i deres uddannelsesmæssige arbejde. For nogle kan det være et afsætningsmulighed for at blive kreativ og lave smukke layouts. Mange førsteårsstuderende inden for computerteknik er stolte af deres breadboard-design. Så meget, at deres brødbrædder så ud som om de blev samlet af en robot.

I disse dage kobler jeg dog ikke store digitale logiske kredsløb som på college. Jeg bruger dog loddefri brødbrædder til at skabe solide forbindelser til udviklingsmoduler. Som du kan se på ovenstående billede, har jeg brugt 3 separate kort, som alle er tilgængelige på nettet. At forbinde dem sammen tog cirka 10 minutter som mest. Det tog mig cirka 15 minutter at samle wire wrap-versionen.

Brødbrættet?

Nogle gange er et loddet mindre brødbræt godt, men det er ikke beregnet til enhver situation. Hvad hvis du har brug for noget for at være pålidelig? Hvad hvis du arbejder med høje spændinger? Hvis du leder efter mere, men ikke vil springe til at lave din egen PCB, er dette dit næste stop.

Oprettelse af et loddet brødbræt er ikke alt for anderledes end en loddefri version. Det tog mig cirka 20 minutter at samle kredsløbet på billedet nedenfor.

Breadboarded Zero Cross Circuit

Brødbrættet ovenfor er det erstatningsløb, der er nævnt tidligere. I betragtning af at jeg arbejdede med netspænding, var jeg meget forsigtig med samlingen.

Så efter tredobbelt kontrol af mit arbejde. Jeg tilsluttede det, og ved du hvad?

Det fungerede som en charme.

Det tager lidt tid at planlægge brødplader, men når du får dem rigtige, er de lige så gode som et normalt printkort.

Desuden behøver du ikke altid lodde hver eneste forbindelse sammen. Jeg oprettede dette JTAG-niveauskifterbræt for omkring et år siden. På den måde kunne jeg køre mine kredsløb i intervaller fra 1,8V til 5V og få det til at fungere med standard 3.3V-programmøren.

Brødbræt og trådindpakning

I dette tilfælde brugte jeg lodde- og wireindpakning. forbindelser. Til fremtidige projekter planlægger jeg at bruge JTAG level shifter board, jeg designede for ikke så længe siden. Den er 1/5 af størrelsen og lige så funktionel som den ovenfor.

Går ud over brødbrættet

Jeg er bestemt ikke bange for at samle mine egne printkort. Der er en tid og et sted for det. Der er stadig nogle ting, du kan gøre, før du nogensinde skal åbne dit skematiske optagelsesprogram.

Overvej altid brugen af ​​kredsløb og udviklingsplatforme, der allerede findes!

At være smart med din designproces betaler udbytte til dit fremtidige selv. Det hjælper dig med at fokusere på de klæbrige problemer snarere end den trivielle distraktion. Hvis du har brug for et forud designet kredsløb, er Sparkfun og Adafruit gode ressourcer. De har allerede oprettet breakout boards til IC'er, der interesserer de fleste producenter.

For at sætte prikken over i'et er disse printkort i de fleste tilfælde diiiiirt billige.

Virksomheder som TI opretter også udviklingstavler. Tavlen er til en rimelig pris og normalt på lager på Digikey og deres webshop. Nogle af mine foretrukne producentudviklingskort inkluderer NRF52DK og LT3092EDD. Jeg bruger dem begge ofte og af nogle meget gode grunde.

LT3092EDD Udviklingsråd

LT3092EDD er min tur til at regulere strøm fra en variabel spændingskilde. Uanset hvad indgangsspændingen er, vil den shunt strømmen alt fra 0-200mA. Du kan placere flere LT3092 parallelt, hvilket øger den aktuelle kapacitet. Jeg bruger det til statisk afladningstest og validering, der har behov for konstant strømforsyning.

Hvad angår NRF52DK, kan jeg ikke kun udvikle mig på dette kort, men jeg kan også bruge det som programmør. Med mange måder at udvide fra bordet forlader det ikke mit skrivebord meget ofte.

NRF52DK

Men hvad hvis der ikke er et udviklingsbræt?

Nogle gange er ingen af ​​brødbrættet fantastisk. Dette gælder især, hvis du prototyper, afhænger af kobberets form og form på dit bord. Jeg forventer, at hvis du lavede et skifte strømforsyning, kan du få en meget utilsigtet drift.

At lægge et strømforsyningskredsløb har en tendens til at være lidt mere kompleks end at sige et digitalt signal. Ja, det fungerer med et lille spor, der forbinder to dele, vil det fungere godt? Usandsynlig.

Nedenfor er et design, der giver mulighed for strømoverførsel til det indre kraftlag. Som du kunne forestille dig, fungerer et tyndt spor og en via muligvis. I virkeligheden ville de opføre sig mere som en modstand med høje aktuelle situationer.

Eagle Power Layout

Selvom du muligvis får bedre forbindelser, risikerer du højere omkostninger. Plus er meget sværere at ændre dit kredsløb ned ad vejen. Ting bliver mere komplicerede, når delene bliver mindre, og signalerne skubbes ind. Det er dog ikke umuligt ..

Når ændringer er nødvendige, er mine mest anvendte værktøjer wire wrap wire eller coil wire og min pålidelige X-acto kniv. Du kan bruge førstnævnte til at oprette forbindelser og senere til at afbryde forbindelser. Dette kræver en stabil hånd og tålmodighed, men det er muligt.

PCB Omarbejde

På billedet ovenfor skar jeg termiske spor rundt om puder og tilslutte igen til et andet sæt spor. Du bliver muligvis nødt til at tage mit ord på denne, da det er svært at se fra billedet! Jeg udførte alt arbejdet under et mikroskop for at undgå fejl.

Kan du gøre det?

Der er en håndfuld måder at samle et kredsløb på. Det er alt op til dig, hvordan du vil få det gjort. Jeg har set nogle meget seje kredsløbskunst derude, der opnår det samme som et brødbræt.

Hvis du ikke allerede har bemærket det, sluttede jeg med et breadboard-design. Det var hurtigere at samle og teste versus at bestille et helt nyt printkort. Jeg vil sandsynligvis dreje et nyt bræt i fremtiden. I mellemtiden skulle dette lille brødbræt klare sig fint.

Jeg bruger alle disse teknikker, når det kommer til at arbejde med mine klienter. Ingen teknik er væk fra bordet, og det kommer normalt alle til gode. I virkeligheden udvikler et brødbræt altid sig til et kredsløb af en slags. Det er dog godt at vide, at kredsløbet fungerer, før det omdannes til en dyr prototype.

Så indtil næste gang, når du befinder dig med samme stenbrud, skal du huske dine muligheder.

Hav det sjovt!

Jared