Инструкция по работе с макетной платой

Макетная плата — очень удобный инструмент для сборки схем. Но нужно потратить некоторое время, чтобы разобраться, как она работает, и “набить руку”. Мы подготовили инструкцию по работе с макетной платой, а также упражнения для тренировки. Инструкция расчитана в первую очередь на наших учеников и преподавателей в качестве методического пособия.

Устройство макетной платы

Вы видите на макетной плате есть довольно много ячеек. В них мы будем подключать провода. Но нам нужно понять как она устроена. Давайте для этого сломаем одну (бюджет статьи вырос на 200 руб.):

Устройство макетной платы изнутри.
Фото 1. Устройство макетной платы изнутри.

Мы разобрали макетную плату и видим, что внутри лежат провода. Причем они уложены в определенном порядке. Провода посередине лежат вертикально, а провода по краям — горизонтально.

Также соединены наши ячейки. Ячейки по середине соединены между собой рядами , а ячейки по краям — строками.

То есть если два провода мы вставим в один ряд, то они будут соединены между собой. Аналогично со строкой. Если мы вставим в одну строку (подписаны + и -) , они тоже будут соединены

В этом — вся суть макетной платы. вставляя элементы в те или иные ячейки, мы будем соединять их между собой с помощью проводов, которые лежат под ними.

Макетные платы бывают разные. Инструкция по работе с макетной платой.
Фото 2. Макетные платы бывают разные

Собираем простые схемы на макетной плате

Давайте попробуем соединить несколько элементов и убедимся, что все работает. Для сборки этих простых схем мы будем использовать элементы:

НазваниеОсобенность подключенияКакую функцию выполняетКартинка
Светодиодыэто полярный элемент, у него есть + и — (или анод и катод)Красиво горит
светодиод (led)
Резисторыдля нашего опыта понадобиться резистор от 300 до 1000 ОмОграничивает ток, чтобы светодиод не сгорел
резистор (resistor)
Тактовая кнопкаС двумя или четырьмя контактамиЗамыкает и размыкает цепькнопка (button)
Батарейный отсекС двумя пальчиковыми батарейками AA по 1,5 вольта каждаяПитает схемубатарейный отсек (battery holder)
Плата Arduino NanoВставляется в макетную платуКонтроллер который позволяет нам программировать электронные схемы
плата arduino (board)

Упражнение 1. Заставим светодиод гореть.

Принципиальная схема. Сборка схемы со светодиодом
Рис. 1 Принципиальная схема. Сборка схемы со светодиодом

Для начала нарисуем схему которую мы пытаемся собрать. Смысл схемы такой: электрический ток проходит через светодиод и он горит, резистор при этом ограничивает ток, чтобы светодиод не сгорел.

Наш наш вариант сборки на макетной плате.

Пример сборки схемы на макетной плате. Инструкция по работе с макетной платой.
Рис. 2 Пример сборки схемы на макетной плате.


Обратите внимание , что в горизонтальные ряды удобно подключать питание, сделать из них общий + и — . Эти обозначения на некоторых макетных платах, всего лишь подсказка для вас, так подключать удобно. Действительно, часто удобно иметь общую “шину” общий провод с плюсом и с минусом. Но это не значит, что вы не можете подключать туда что-то другое.

Упражнение 2. Схема с двумя светодиодами подключенными последовательно и кнопкой.

Немного усложним нашу схему, теперь зажжем два светодиода через кнопку. Кнопка позволит нам замыкать и размыкать цепь и таким образом управлять включением светодиодов.

Принципиальная схема к упражнению 2. Подключение двух светодиодов последовательно.
Рис. 3 Принципиальная схема к упражнению 2. Подключение двух светодиодов последовательно.

Попробуйте собрать эту схему самостоятельно. Ниже — наше решение.

Сборка схемы с двумя светодиодами на макетной плате.
Рис. 4. Сборка схемы с двумя светодиодами на макетной плате.

Упражнение 3. Параллельное подключение светодиодов

Следующую схему соберем с двумя параллельно подключенными светодиодами. Напоминаем, что при последовательном подключении плюс одного элемента подключается к минусу другого, а при параллельном плюс (или анод) одного элемента подключается к плюсу другого, также с минусом (катодом).

Сборка схемы с двумя подключенными параллельно светодиодами на макетной плате.
Рис. 4. Сборка схемы с двумя подключенными параллельно светодиодами на макетной плате.

4) Подключение светодиода к плате Arduino.

На занятиях мы часто используем плату Arduino — наш компьютер, с помощью которого мы программируем электронные схемы и роботов. Давайте разберемся, как макетная плата используется с Arduino nano.

Принципиальная схема. Подключение светодиода к плате Arduino.
Рис. 6. Принципиальная схема. Подключение светодиода к плате Arduino.

Соберем вот такую схему, на ней светодиод питается от выхода платы Arduino Nano 5V (этот порт не нужно программировать, он всегда выдает постоянное напряжение 5 вольт).

Подключение светодиода к плате Arduino c помощью макетной платы.
Рис. 7. Подключение светодиода к плате Arduino c помощью макетной платы.

При сборке схем на макетной плате с платой Arduino будьте внимательны: когда Вы перекидываете провода между рядами, не попадите случайно в ряд с ПИНом GND (Ground — Земля) , так может получиться короткое замыкание. Старайтесь держать в голове, какие ножки на плате работают в данный момент (выдают или принимают напряжение), а какие не задействованы.

Короткое замыкание.

Главное, при сборке схем на макетной плате, не собрать короткое замыкание. Что-такое короткое замыкание? Это когда мы соединяем контакты цепи не так как задумано и по цепи идет очень большой ток. Мы должны всегда быть внимательны, собирать схемы на макетной плате таким образом, чтобы не было короткого замыкания.

В нашей инструкции по работе с макетной платой мы подготовили для Вас несколько схем. Давайте потренируемся — попробуем определить, где есть короткое замыкание.

Есть ли здесь короткое замыкание? Инструкция по работе с макетной платой.
Рис. 8. Есть ли здесь короткое замыкание?
Найди короткое замыкание.
Рис. 9. Найди короткое замыкание.
Есть короткое замыкание или нет?
Рис. 10. Есть короткое замыкание или нет?

Дополнение: программа Fritzing, прототипированием схем.

Для создания иллюстраций к инструкции по работе с макетной платой мы использовали программу Fritzing http://fritzing.org/home/ . С ее помощью можно наметить, как будут располагаться элементы на макетной плате, нарисовать принципиальную схему и даже перейти от схемы к созданию собственной печатной платы, которую можно изготовить самостоятельно или заказать на заводе.
Хотя программа давно не обновлялась и в ней нет самых современных электронных компонентов, она достаточно удобна для новичков, рекомендуем!

Материалы которые могут быть вам полезны.

  1. Задачка на конструкторе «Знаток» со светодиодами. Задача №1
  2. Задачка на конструкторе «Знаток» со светодиодами. Задача №2
  3. Задачка на конструкторе «Знаток». Изучаем резисторы. Задачка №1
  4. Задачка на конструкторе «Знаток». Изучаем резисторы. Задачка №2
  5. Задачка на конструкторе «Знаток». Изучаем резисторы. Задачка №3