Što je eksperimentalna pločica i kako se koristi?

Ako želite napraviti elektronički projekt, trebat će vam nešto na što ćete povezati svoj strujni krug. Naravno, mogli biste sve zalemiti zajedno, ali što ako samo nešto testirate? Ili ako je projekt na kojem radite privremen i planirate koristiti dijelove za nešto drugo? Tada biste koristili eksperimentalnu pločicu.

Uvod

Eksperimentalna pločica je konstrukcijska baza za izradu prototipova elektronike. Možda izgleda kao obična plastična ploča s mnogo sitnih rupica, ali je puno više od toga. To je jedan od glavnih alata za izgradnju strujnih krugova i elektroniku općenito. 

Eksperimentalna pločica bez lemljenja

Eksperimentalna pločica bez lemljenja je najjednostavniji mogući uređaj. To je najčešće korišten alat pri stvaranju privremenih strujnih krugova. Naziva se "bez lemljenja" (solderless) jer lemljenje nije potrebno, komponente možete samo utaknuti. Komponenta se lako može ukloniti s eksperimentalne pločice ako pogriješite ili kada započinjete novi projekt. To je čini izvrsnom i za početnike koji tek počinju učiti o elektronici i za iskusne profesionalce.

Ako nikada prije niste radili s njom, možda se pitate koje rupe čemu služe. Pogledajmo dno eksperimentalne pločice kako biste dobili bolju ideju o tome što se događa.

Unutarnja struktura eksperimentalne pločice

Gledajući je ovako, dobit ćete bolju sliku o tome kako radi. Manje metalne pločice koriste se za povezivanje komponenti u vaš strujni krug. Redovi nisu međusobno povezani. Dvije veće metalne pločice, okomite na one manje, koriste se za spajanje pločice na izvor napajanja. Zato se nazivaju trake ili šine za napajanje (ponekad se nazivaju i sabirnice).

Da izvadite metalne pločice, vidjeli biste da su to zapravo male metalne kopče. Dizajnirane su da uhvate nožice komponenti gurnute kroz rupe na gornjoj strani eksperimentalne pločice. Budući da su izrađene od vodljivog metala, možete testirati strujne krugove bez ikakvog lemljenja. Otuda i naziv bez lemljenja. Sve eksperimentalne pločice rade ovako, bez obzira na veličinu.

Vrh eksperimentalne pločice

Gledajući eksperimentalnu pločicu s gornje strane, vidjet ćete hrpu malih rupica. Tu idu nožice komponenti, a kopče unutra ih hvataju. Razmak između ovih rupa je 2,54 mm (0,1 inča). Usklađen je s razmakom između nožica većine elektroničkih komponenti i integriranih krugova.

Rupe su podijeljene u dva područja koja se nazivaju trake. Ove trake izrađene su od međusobno povezanih električnih terminala.

Trake za napajanje ili sabirnice

Trake za napajanje (sabirnice) nalaze se na stranama eksperimentalne pločice. Koriste se za opskrbu električnom energijom elektroničkih komponenti. Obično sadrže dva stupca – jedan za uzemljenje (ground) i jedan za napon napajanja. Red koji označava uzemljenje obično je označen plavom ili crnom bojom, dok je red koji označava napon napajanja označen crvenom bojom. Uz boje, stupac za uzemljenje označen je minusom (-), a stupac napona označen je plusom (+).

Trake za napajanje općenito idu od jednog kraja eksperimentalne pločice do drugog. Rupe su postavljene u grupama od pet. Međutim, na velikim eksperimentalnim pločicama trake za napajanje često su prekinute na dva dijela.

Priključne trake (Terminal strips)

Glavna područja, ona između traka za napajanje, koriste se za držanje većine elektroničkih komponenti. Kao i trake za napajanje, priključne trake također su podijeljene u dva stupca, s malim kanalom između njih.

Redovi su označeni brojevima od 1 do onoliko koliko dizajn eksperimentalne pločice ima. Stupci su označeni slovima A, B, C, D, E s jedne strane ploče, te F, G, H, I i J s druge strane. U svaki red može se spojiti samo pet komponenti.

Čekajte, red ima deset rupa, pa zašto možete spojiti samo pet komponenti? Primijetite da je svaki vodoravni red odvojen kanalom, ili procjepom, u sredini eksperimentalne pločice. Ovaj kanal izolira obje strane danog reda jednu od druge i one nisu električno povezane. Dakle, rupa s jedne strane nije električno povezana s rupom s druge strane.

Pogledajte sliku ispod. Dobit ćete jasnu ideju koja se rupa spaja s kojom.

Mnogi integrirani krugovi (poznati kao IC-ovi ili čipovi) razvijeni su da stanu na eksperimentalne pločice. Budući da su obično veći od ostalih komponenti, dolaze u takozvanom dvorednom pakiranju (DIP ili DIL). To smanjuje količinu prostora koji zauzimaju na eksperimentalnoj pločici. IC-ovi savršeno pristaju preko kanala. Jedna strana nožica spaja se na stupac E, a druga strana na stupac F. Na ovaj način nožice IC-a ne ometaju funkcionalnost jedna druge.

Spajanje komponenti na eksperimentalnu pločicu

Komponente imaju duge metalne noge koje se nazivaju izvodi, a koriste se za dovođenje električne struje do komponente. Samo gurnite te noge kroz rupe i to je to! Metalne kopče ispod će ih uhvatiti i učiniti električno povezanima sa svime ostalim u tom redu.

Pobrinite se da ih gurnete do kraja, dok ne budu mogle ići dalje. Mnogi početnici će gurnuti noge djelomično u eksperimentalnu pločicu, što zauzvrat može dovesti do čudnog ponašanja strujnog kruga, poput treperenja LED dioda ili potpunog prestanka rada, itd. Komponente se na ovaj način mogu oštetiti, stoga ih je uvijek bolje čvrsto gurnuti do kraja.

Jumper žice (kabeli za premošćivanje)

Za međusobno povezivanje komponenti, Arduina ili izvora napajanja, trebat će nam žice. Jumper žice su vrsta žica koje se koriste s eksperimentalnom pločicom. Postoje dvije vrste koje se najčešće koriste: Dupont stil i U-oblik.

Žice u Dupont stilu dolaze u tri varijante, ovisno o njihovim krajevima: muški/muški, muški/ženski i ženski/ženski. Vrlo su fleksibilne i jednostavne za rad, zbog čega su često uključene u početne setove.

Žice u obliku slova U jednostavno su žice s izolacijom oguljenom na oba kraja i savijene pod kutom od 90 stupnjeva.

Žice dolaze u različitim bojama, ali one ne znače ništa. Ipak, postoje neke discipline kodiranja bojama kojih se možete pridržavati radi dosljednosti. Na primjer, možete koristiti crvenu i plavu ili crnu za napone napajanja i uzemljenje. Koristite drugu boju za glavne signale, a ostalo kako vam odgovara. 

Prednosti i nedostaci

Prednosti:

• jeftina
• višekratna je, lemljenje nije potrebno
• promjene u strujnom krugu jednostavne su za napraviti ukopčavanjem i iskopčavanjem komponenti
• jednostavna konstrukcija strujnog kruga
• brz i jednostavan način za pokretanje prototipova
• može se koristiti raznolik izbor elektroničkih komponenti

Nedostaci:

• nije prikladna za dugotrajne veze jer nisu zalemljene
• ograničena na rad na relativno niskim frekvencijama
• nije prikladna za tok visoke struje (struja ograničena na ~2 A s kvalitetnom eksperimentalnom pločicom)
• ovisi o visokokvalitetnim kontaktima kako veze ne bi imale smetnje
• obično ne može primiti uređaje za površinsku montažu (SMD) ili komponente s mrežnim razmakom drugačijim od 2,54 mm (0,1”)
• veze imaju veću impedanciju od lemljenih veza
• nije prikladna za komponente koje se oslanjaju na veliku vezu s uzemljenjem
• postavlja ograničenja na to koliko blizu komponente mogu biti postavljene

Kada samo pogledate natuknice, ne bi bilo neopravdano pomisliti da ne biste trebali koristiti eksperimentalnu pločicu. Popis nedostataka je, uostalom, duži. Ali prednosti u ovoj situaciji nadmašuju nedostatke. Eksperimentalna pločica je jednostavno previše korisna da se ne bi koristila u većini slučajeva. Osim ako radite veliki projekt ili nešto što mora ostati spojeno u svakom trenutku, možete se držati korištenja eksperimentalne pločice za svoje projekte.