聊聊面包板
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也許面包板是電路初學(xué)者用來(lái)搭建電路的最基礎(chǔ)的工具了。那么為什么它們被稱為面包板?它的基本原理是什么呢?
▲ 面包板內(nèi)部的結(jié)構(gòu)
01歷史
如果你在上個(gè)世紀(jì)六十年代之前想搭建電路的話,你最有可能使用技術(shù)就是使用一種被稱為繞線連接(Wire-Wrap)電路板。制作過(guò)程主要把金屬導(dǎo)線通過(guò)繞制在一些固定在洞洞板(Perboard) 導(dǎo)線柱完成線路搭建。你可以想見(jiàn),這個(gè)過(guò)程隨著引線的增多會(huì)迅速變得繁雜。盡管如此,這個(gè)技術(shù)現(xiàn)在仍在使用,但會(huì)有更便捷的方式替代它,那就是 面包板 。
下面兩張圖顯示了使用繞線連接方法構(gòu)建的電路板。
▲ 繞接(Wire-Wrap)電路板 | 圖片來(lái)自Wikipedia
▲ KL10 背板上的繞線 | 圖片來(lái)自Wikipedia KL10-backplane-tp.jpg
02為什么稱為面包板?
也許你第一次聽(tīng)到面包板時(shí),腦海里想象的是一大塊平整和面的木板,上面放著剛出爐有待切片的面包。
好吧,先把口水咽到肚子里。這與構(gòu)建電路所使用的面包板相去十萬(wàn)八千里。
▲ 面包板上的面包
為什么人們習(xí)慣稱這種搭建電路原型的工具為面包板呢?
好久好久以前,當(dāng)電子元器件個(gè)頭兒比較大,也比較重,年輕人將他們祖母制作和烘焙面包的木板拿過(guò)來(lái),使用一些圖釘或者鐵釘定在木板上當(dāng)做接線柱,在使用金屬導(dǎo)線開(kāi)始搭建實(shí)驗(yàn)電路。
▲ 搭建再原始面包板子上的電路
隨著時(shí)光流逝,電子器件變得越來(lái)越小,現(xiàn)在我們有了更好的方法搭建電路了。這使得全世界的媽媽們不再為滿腦子奇思怪想的娃們?nèi)屗齻儚N房里的木板而歡欣鼓舞了。也許,這就是面包板,這個(gè)用于搭建電路原型的工具那令人困惑的名字來(lái)源吧:)
不管你信不信,反正這個(gè)名字對(duì)于這種免焊接電路板的工具從它誕生起一直沿用到現(xiàn)代。
03為什么使用面包板?
電子行業(yè)中的面包板(不是那種制作三明治的真正的面包板)實(shí)際上是指一種免焊接電路原型實(shí)驗(yàn)板,它包括有很多單元用于搭建臨時(shí)電路原型,無(wú)需任何焊接過(guò)程。
電路原型是用于測(cè)試一個(gè)設(shè)計(jì)想法而搭建的初步模型,依據(jù)它可以形成進(jìn)一步的改進(jìn)和制作,這是面包板最主要的用途。當(dāng)你想對(duì)于電路中在某些參數(shù)下如何響應(yīng)時(shí)最好的方法就是搭建 一個(gè)原型進(jìn)行測(cè)試。(雖然現(xiàn)在有很多優(yōu)秀的軟件仿真軟件,但搭建事物原型仍是開(kāi)發(fā)過(guò)程不可缺少的部分)
對(duì)于電子和線路初學(xué)者來(lái)講,面包板也是最常用的練兵場(chǎng)所。面包板的優(yōu)雅之處在于,無(wú)論電路的簡(jiǎn)單還是復(fù)雜,它都能夠完成實(shí)驗(yàn)。
面包板的另外一個(gè)用處就是來(lái)測(cè)試一些新的元器件的使用,特別是對(duì)于一些集成電路,借助于面包板你可以反復(fù)搭建各種測(cè)試電路而無(wú)需對(duì)器件進(jìn)行焊接和拆焊。
▲ 搭建在面包板上的實(shí)驗(yàn)電路
在一些場(chǎng)合,你希望將電路中的某些故障重現(xiàn),使用面包板搭建測(cè)試電路可以幫助盡快檢測(cè)電路故障的原因。
04面包板的結(jié)構(gòu)
了解面包板的最好辦法就是拆下一塊面包板,看看里面的結(jié)構(gòu),這樣就什么都清楚了。
▲ 面包板的主要構(gòu)件
下面就是將面包板的背部粘貼物去掉之后,顯露出面包板內(nèi)存在的一排排的金屬條。它們構(gòu)成了面包板的基本連接結(jié)構(gòu)。
▲ 面包板的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
這些金屬條的間距為0.1英寸(2.54mm)。下面是將其中一片金屬條拆下來(lái),顯露出一些帶有彈性的金屬管腳。它們是用于緊緊咬合插在面包板上電子元器件管腳的部分。
▲ 一片金屬條的結(jié)構(gòu)
在面板上上除了一些電子元器件之外,還可以鋪設(shè)用于連接不同插槽的金屬線,這樣就可以綜合考慮元器件的布局以及它們之間的相互連接關(guān)系。
▲ 一個(gè)插在面板上的LED燈
面包板的確給很多電子愛(ài)好者帶來(lái)過(guò)無(wú)窮的想想和歡樂(lè)。在它上面播撒下求知的種子,結(jié)出很多成長(zhǎng)的果實(shí),為青年學(xué)子進(jìn)入電子科技領(lǐng)域,提供了最基礎(chǔ)的營(yíng)養(yǎng)。
▲ 一個(gè)由按鍵,電阻、LED組成的簡(jiǎn)單電路
05面包板的未來(lái)
當(dāng)然了,現(xiàn)在的電子器件也來(lái)越向表面封裝發(fā)展,面包板也終究有它的局限性。盡管如此,在進(jìn)來(lái)很長(zhǎng)的一段時(shí)間,它還會(huì)給那些求知的年輕人到來(lái)歡樂(lè)。
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