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      • 已发布 2024年1月19日
      • 最后修改 2024年1月19日
    • 1 分钟

    面包板是什么?面包板用途和面包板的使用方介绍指南

    对面包板的综述——原型制作方法、孔径尺寸及其对电路构建和性能的影响。

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    本指南由技术支持团队负责人Jay Proctor审核(2021年2月)

    在这个面包板教程中,我们将探讨电子面包板和套件的各种设计、工作原理和特点。我们还将为初学者建议一些面包板项目,以便学习电路设计和构建。

    电子学中的面包板是什么?

    面包板

    如今,术语"面包板"有两个常见的意思,彼此之间有区别。毫不惊讶的是,在本站,我们不会谈论用于切面包的木制台面!

    在现代电子和工程领域,"面包板"是指一种(通常)无需焊接、即插即用的平台,可快速插入和拆卸电子元件以用于电路设计应用。

    如今,面包板套件是电子专业人士、爱好者和业余爱好者中非常受欢迎的工具箱产品。

    面包板用途是什么?

    现代电子面包板通常不需要焊接的元件。因此,它们的连接是暂时的,意味着用户可以快速而轻松地插入和拆卸它们,以便在需要修订或更正时进行操作。

    面包板最常用于原型设计应用。无需焊接元件到PCB表面的无焊接面包板使得移动和交换元件变得更加容易和快速,直到达到所期望的效果。这对于实验性设计和电路的严格测试都非常理想。面包板的可热插拔组件功能使它们在电路设计和开发的原型阶段成为非常方便的设备。

    使用面包板不仅在时间和金钱方面更加经济,而且还能更加轻松地进行诊断和调试工作。

    无焊接面包板非常适合技术分析应用。通过在面包板上布线电路,电子工程师可以快速复制存在于现有产品或系统中的真实PCB。这在帮助确定电路中可能出现故障点或故障的位置时特别有用,而无需浪费时间和金钱对完全焊接的电路板进行渐进或实验性调整。在一个庞大而复杂的电路中,一个错位的引线可能导致整个系统表现异常(或完全停止工作)。能够准确看到每个元件引脚的位置,而无需猜测或因错误的焊接而减慢工作速度,这非常有用!

    面包板布局

    面包板

    对于那些已经熟悉印刷电路板(PCB)的人来说,不需焊接的面包板的基本布局是有意义的。对于那些对这种格式还不熟悉的人来说,特别是初学者面包板尤其受欢迎,他们可能会一开始感到困惑。

    基本上,一个标准的空白面包板是一种非常简单的电子安装设备。它由一个长方形塑料平台组成,上面覆盖着多行密集排列的小孔。

    这些孔是为了将各种兼容的电子元件的金属接触引脚(有时也称为引脚或腿)插入其中而设计的。它们与面包板单元内部周围的导电金属条接触。

    这里的组件兼容性非常重要:组件通常分为两种类型 - 表面贴装或插孔式。与表面贴装版本不同,插孔式组件无需直接焊接到PCB表面进行连接。因此,非焊接面包板只能与插孔式组件一起使用。

    面包板原理图常用于说明手册和教育指南中。它们演示了如何连接特定类型的电路或组件以实现特定的结果。有许多在线面包板图软件版本,它们大致具有相同功能 - 如果你刚开始使用电子面包板,请找一个适合你的并从那里开始。

    面包板是如何工作的?

    非焊接面包板:

    • 适用于学习如何构建电路以及进行实际测试和诊断应用
    • 常用作原型平台,在项目中查看电路在特定输入条件和连接下的行为
    • 在制作完全焊接到PCB板上的版本之前,可用于测试初始模型的想法

    那么,面包板是如何实现这一切的呢?嵌入在众多用于组件引脚的小孔的行下方是金属条 - 本质上是电路的导线 - 它们以多个串联方式排列。

    当组件引脚从面包板表面的孔中插入时,它们与这些导线接触。

    面包板

    每个长边上平行运行的两组导线是正极和负极电源导轨(有时也称作母线)。

    • 功能上,它们和单位中的其他导线完全相同,除了每个导轨连接了它的全部长度。
    • 这些导轨是外部电源(通常来自连接的电池组或类似物)向面包板供电并传送到原型电路各个区域的方式。
    • 如果这些电源导轨需要针对特定类型的电路进行不同方式的连接,可以购买一套小型可拆卸跳线线来实现这一点。

    在电源导轨之间,你会看到几列较短的垂直方向的导线,或称为端子条,占据了大部分面包板下侧。不同列和行中的导线通常没有互相连接,并且从来不跨过中心缝隙的两侧。在电子上,它们被中间的空隙隔离开来。

    每个端子条都包含一系列5个小卡子,对应着面包板表面上的5个孔。当组件引脚通过面包板表面的孔推入时,这些卡子夹紧引脚。这样就不需要焊接了。组件会保持稳固,即使在移动面包板时也不会脱落,但轻拉即可轻松拆卸。

    大多数中型和大型面包板通常都会为孔的各行和各列分配一个简单的编号和字母系统。同一行和同一列的孔通常通过底部的导线连接在一起,但不会跨越不同的行和列。例如,孔1A-1E通常会彼此连接,但不会与孔2A-2E连接。

    字母数字网格系统使电路构建者能够轻松跟踪哪些组件连接在一起以及它们的位置。反过来,随着电路的增大和复杂性的增加,规划和故障排除变得更简单。对于初学者来说,这种系统还提供了一种方便的方式,可以通过示例和练习来学习使用面包板构建基本的逐步说明指南。

    面包板的类型

    几乎所有现代的无焊面包板都以基本相似的方式设置和布局。也就是说,在英国和其他地方的大多数供应商那里,你可能会发现有五种基本的面包板配置。它们被编为Full+、Full、Half+、Half和Mini。

    上述每种面包板类型之间的关键区别是它们的整体尺寸。然而,面包板的尺寸并不是通用的,会因制造商而异。

    在每种情况下,不同行和列的导线条之间的连接(或隔离)可能会有细微差别,但相同的一般原则将适用于所有上述型号。在很大程度上,你可以在任何尺寸的面包板上构建任何无焊原型电路。

    如果一块面包板的物理空间不足以创建你想要的整个原型电路,各种面包板型号中都有一个常见的特性,即允许连接多个单元。如果有提供这个功能,意味着你可以同时连接多个无焊板。这样你就可以获得足够的空间来构建越来越复杂的面包板项目。

    面包板的使用方法

    电路建造的性质固有地决定了没有一种正确的方法来使用面包板,但有无数种错误的方式。

    当设计电路并将不同类型的元件连接在一起时,自然会有一些基本规则和指导原则需要遵守。然而,在整个面包板项目中,正确的方法取决于你试图让电路实现什么功能。

    话虽如此,在使用面包板构建功能电路原型时,记住以下几个一般性原则会很有意义:

    • 记住,即使是简单的面包板电路通常也不适合永久安装在任何产品或设备中。它们只应用于在外壳和外部之外设计和测试电路后,再进行焊接版本的开发。
    • 对于在无焊面包板上构建电路通常不需要任何工具,但使用镊子或尖嘴钳来处理小型元件会非常有帮助。
    • 注意如何将元件引线插入面包板孔中。尽量垂直推入,并考虑修剪引线长度,如果长度不理想的话。理想情况下,元件如LED、电阻等应与面板表面基本平齐。
    • 始终注意元件和电缆的管理,尤其是在安排跳线线时。如果不注意将它们平放并合理布线,很可能会导致杂乱无章的面包板。
    • 购买一套跳线线套件,可以让您更轻松地选择各种长度和颜色编码选项。随着电路的复杂度增加,这将非常有用。
    • 填筑面包板时,跳线线需要绕过其他元件而不是直接覆盖在其上,这样可以更容易进行未来的调整。
    • 不要在面包板布线时采取捷径。避免直接将单个元件连接到电池组和其他电源。尽量遵循规则,始终通过电源轨进行连接。
    • 考虑随时准备一个数字万用表,这样可以在不确定任何连接方式时轻松检查孔和轨之间的连接情况。
    • 记住,孔、条和连接的配置可能因品牌而异。面包板的基本组件和功能在任何类型上都是相同的。然而,如果您想避免困扰,最好明确了解您正在使用的具体板上的连接方式。

    如何设置面包板

    请加入FemEng实验室的学生之一Natalia,她将逐步向您演示如何设置面包板。Natalia将解释面包板组件的基本知识,并引导您完成面包板的设置过程。她还将提供故障排除的技巧,帮助您更加熟练地使用面包板。

    面包板与焊接

    面包板和焊接是电子原型和电路构建中使用的两种不同方法。以下是两者之间的关键区别:

    面包板

    • 暂时的连接:面包板可以通过面包板上的弹簧夹或孔创建组件之间的暂时连接。不需要焊接,这使得组装和拆卸电路进行试验和修改变得容易。
    • 灵活性和可重复使用性: 面包板具有灵活性,因为组件可以轻松插入和拆下,允许快速的原型制作和测试。同一个面包板可以重复多次使用于不同的项目。
    • 无需特殊工具: 面包板通常不需要任何特殊工具或设备。组件可以手动压入和连接,或者使用跳线线连接。
    • 受限高频性能:面包板可能会引入一些额外的电阻、电容和电感,由于接触和布线的本质影响。这可能会影响电路性能,特别是在高频下。

    焊接

    • 永久性连接:焊接涉及通过熔化焊料到组件引线和电路板焊盘上,永久地将组件连接在一起。焊接连接比面包板连接更安全稳定。
    • 更好的电气性能:焊接连接具有更低的电阻、更好的导电性和更好的可靠性。它们不容易发生面包板上的松动连接。
    • 适用于生产:焊接是制造电子电路的首选方法。它提供了更强大和耐用的连接,适用于长期使用。
    • 需要焊接设备:焊接需要专业工具,包括焊接铁、焊锡线和助焊剂。它还可能涉及其他设备,如焊接站、焊接支架和焊接烟雾排放器等用于安全的设备。
    • 永久性修改:一旦组件被焊接到电路板上,就比易于更换的面包板连接更难以移除或修改。

    面包板和焊接技术各有优势,它们在电子原型设计和开发的不同阶段使用。通常,面包板在初步设计、实验和测试阶段使用,而焊接则用于更永久和最终的电路构建。选择使用哪种方法取决于诸如项目的复杂性、耐久性需求和所期望的电气性能等因素。

    常见问题解答(FAQs)

    总的来说,我们已经全面了解了电子面包板的基本要点。我们涵盖了面包板的使用方法和其基本原理等关键主题。此外,我们还介绍了如何在各种应用中有效使用电子面包板。通过理解这些基础知识,您将能够在项目中熟练掌握面包板的使用和功能。