płytki uniwersalne.pdf

TEż TO POTRAFISZ

JAK MONTOWAĆ UKłAD

NA PłYTCE UNIWERSALNEJ

Przedstawiamy sposób projektowania

układu na uniwersalnej płytce paskowej.

To bardzo ważna umiejętność, gdyż

często nie warto angażować się

w projektowanie i wykonanie płytki

przeznaczonej specjalnie do danego

układu. Wystarczy wykonać montaż na

płytce uniwersalnej. Zastosowanie płytki

paskowej wymaga jedynie papieru,

ołówka no i samej płytki.

Odstępy

czasem kilku wmontowanych pionowo re−

zystorów ułatwia rozsądne zagęszczenie

płytki, powinno się je jednak ograniczyć

do minimum.

Przy projektowaniu specjalizowanych

płytek drukowanych stosuje się zwykle

standardowe odstępy pomiędzy wypro−

wadzeniami rezystorów i poszczególnych

typów kondensatorów. Elementy porząd−

kuje się w kierunku “północ−południe”, a

czasem i ”wschód−zachód”, a nie skośnie.

Standardowe odstępy można stosować

także i w układach na płytkach pasko−

wych, lepiej jednak tego nie robić. Płytki

będą pełne zworek, a uzyskane gęstości

upakowania nie będą imponujące.

Bardziej praktyczne jest stosowanie

różnych odstępów pomiędzy wyprowa−

dzeniami rezystorów i kondensatorów.

Łatwiej projektować płytkę paskową z my−

larowymi kondensatorami, które są ele−

mentami do płytek drukowanych, ale ma−

ją długie wyprowadzenia, niż z poliestro−

wymi, których wyprowadzenia do druku

są krótkie, o standardowym odstępie. W

miarę możliwości należy unikać skośne−

go montażu elementów, ale czasem mo−

że to okazać się korzystne, gdy prowadzi

do oszczędności miejsca.

Zazwyczaj unika się pionowego mon−

tażu rezystorów na specjalizowanych

płytkach. Montaż taki wykazuje małą od−

porność na pionowy nacisk mechaniczny,

łatwo bowiem wtedy następuje oderwanie

ścieżki od spodu płytki. Pionowo umiesz−

czone elementy łatwo również ulegają

zgięciu mogąc powodować zwarcia z są−

siednimi elementami. Jednakże użycie

Decyzje, decyzje

Najlepiej zaczyna się od jakiegoś pros−

tego układu, nawet jeżeli traktuje się to tyl−

ko jako ćwiczenie. Jak przy każdym pro−

jektowaniu, najcenniejsze jest doświad−

czenie.

Układem, na przykładzie którego zo−

stanie przedstawione projektowanie pas−

kowej wersji płytki drukowanej, będzie

układ uwydatniania wysokich tonów (treb−

le booster).

Dla początkujących najtrudniejszy jest

start, wymaga on bowiem podejmowania

wielu decyzji. Praktyczną zasadą jest

przyjęcie dolnego paska płytki za szynę

0V zasilania, a górnego za szynę dodat−

niego napięcia (+) zasilania, o ile nie ma

ważnych powodów zmodyfikowania tej

konwencji.

Nieco miejsca na płytce trzeba prze−

znaczyć na otwory do jej mocowania w

obudowie. Zmontowane płytki zwykle są

zupełnie lekkie i dla małych i średnich pły−

tek powinny wystarczyć dwa otwory. Za−

zwyczaj na otwory rezerwuje się trzy do

pięciu pasków w górnej części płytki.

Następnie trzeba zdecydować ile pas−

ków−ścieżek powinno mieścić się pomię−

dzy szynami zasilania. Z doświadczenia

wiadomo, że powinno ich być minimum

Zaczynamy

Wstępnym warunkiem do projektowa−

nia rozmieszczenia elementów na włas−

nej płytce drukowanej jest umiejętność w

miarę biegłego czytania schematów. Czy−

telników, którzy nie posiedli jeszcze tej

sztuki, trzeba odesłać do odpowiedniej

lektury.

Istnieją liczne sposoby przetwarzania

schematu w nadającą się do użytku spe−

cjalną lub paskową płytkę drukowaną.

Opisywaną tu metodę stosuję od dawna i

przy jej pomocy wykonałem już z powo−

dzeniem wiele setek układów. Stosując

płytkę paskową zawsze zaczynałem

montaż układu od razu, rozmieszczając

elementy w miarę posuwania się pracy.

Większość początkujących będzie

prawdopodobnie wolała wykonać naj−

pierw szkic na papierze, a dopiero potem

montować rzeczywisty układ. Podczas ry−

sowania łatwiej i szybciej można dokony−

wać zmian i poprawek a wybieganie wy−

obraźnią daleko w przód nie jest koniecz−

ne, ponieważ na papierze łatwiej wycofać

się ze ślepej uliczki.

Opisana metoda może zostać użyta do

obu sposobów. Można stosować ją do

większości układów, są jednak takie, któ−

re mniej nadają się do płytek paskowych.

Zwłaszcza wykonywanie na płytkach

paskowych układów wielkiej częstotli−

wości o dużym wzmocnieniu, układów

VHF i UHF, oraz układów o dużym natę−

żeniu prądu wydaje się problematyczne.

Nie nadają się do tej techniki także

układy bezpośrednio łączące się z siecią

energetyczną, których wykonywanie

zresztą i poza tym nie można polecać ja−

ko start dla nowicjusza.

Należy unikać układów łączących się

bezpośrednio z siecią, dopóki nie nabie−

rze się dostatecznego doświadczenia,

aby robić to w sposób bezpieczny.

Rys. 1. Schemat układu uwydatniania wysokich tonów.

ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/96

TEż TO POTRAFISZ

Rys. 2. Płytka z umieszczonym pojedyn−

czym kondensatorem C1.

Rys. 3. Płytka z podstawowym układem

wzmacniacza.

potencjometru VR1. Wyprowadzenia do VR1

będzie wygodnie połączyć z trzema paskami

poniżej IC1. Wystarczy wtedy wmontować re−

zystory R5 i R6, a kondensatory C4, C5 i C6

pomiędzy odpowiednimi paskami. Niewyko−

rzystany pozostanie wtedy jeden pasek poni−

żej IC1, który posłuży do połączenia ujemnej

końcówki kondensatora C5 z jednym z wy−

prowadzeń gniazdka wyjściowego JK2, któ−

rego drugie wyprowadzenie łączy się z szyną

0V. Kończę ostatnim (ale nie sprawdzonym)

rozmieszczeniem wszystkich już elementów,

przedstawionym na rys. 4. Trzeba zwrócić

uwagę na przerwę w pasku łączącym koń−

cówki R6. I w tej części schematu istnieje wie−

le równorzędnych rozwiązań.

W układach audio trzeba zawsze

strzec się przypadkowych sprzężeń

zwrotnych wyjścia z wejściem układu. W

tym przypadku zastosowałem dwie prze−

rwy w ścieżkach przy wejściu i przy wy−

jściu układu. Zmniejsza to prawdopodo−

bieństwo sprzężenia zwrotnego i induko−

wania się zakłóceń na wejściu.

dwa powyżej układów scalonych i cztery

poniżej. Złożony schemat będzie prawdo−

podobnie wymagał ich jeszcze więcej, ale

w tym wypadku chodzi o prosty układ.

Sumując razem wszystkie paski, bę−

dzie ich cztery na układ scalony, dwa na

szyny zasilania, sześć poniżej i powyżej

układu scalonego i dajmy na to pięć na ot−

wory mocujące. Z powyższego wynika, że

jest potrzebna płytka o 17 paskach.

Oczywistym punktem startu przy roz−

mieszczaniu elementów jest miejsce kon−

densatora C1, który można umieścić po−

między ścieżkami zasilania z lewej strony

płytki. W tym stadium nie da się jeszcze

ustalić dokładnej pozycji IC1, można już

jednak dwoma liniami zaznaczyć dla nie−

go górny i dolny pasek. W ten sposób po−

wstaje wstępny zarys płytki na rys. 2.

R4. Powstaje jednak przy tym pewien

problem, ponieważ rezystor ten ma połą−

czyć paski po przeciwnych stronach IC1.

Łączenie ich ponad układem scalonym

nie jest dobrym rozwiązaniem, lepszym

jest jego obejście przy pomocy zworek z

drutu. Ja używam zwykle do tworzenia te−

go obejścia jednego z pasków powyżej

układu scalonego. W tym stadium można

zostawić częściowo ukończoną płytkę, zi−

lustrowaną na rys. 3, istnieje jednak wiele

innych sposobów rozmieszczania ele−

mentów, prowadzących do równorzędne−

go funkcjonalnie rezultatu. Nie wolno za−

pomnieć o wykonaniu niezbędnych

przerw w paskach pomiędzy oboma rzę−

dami wyprowadzeń IC1. Są one zazna−

czone na rys. 3 znakami “x”.

Sprzężenie zwrotne

W układach liniowych trzeba dbać o mini−

malizację sprzężenia zwrotnego drogą pas−

kowych ścieżek. Należy zwłaszcza unikać

stosowania do wejścia i wyjścia sąsiednich

pasków. W razie problemów związanych ze

sprzężeniem zwrotnym, zwykle skutkuje wy−

konanie dodatkowych przerw w ścieżkach,

izolujących niewykorzystane ich odcinki. W

skrajnych przypadkach może pomóc połą−

czenie tych odcinków z szyną 0V. Działają

one wtedy jak ekrany, które redukują w znacz−

nym stopniu wszystkie niepożądane sprzęże−

nia.

Omówiony układ jest bardzo prosty,

ale podstawowe zasady jego tworzenia

stosują się także do bardziej złożonych

układów.

Robert Penfold

Artykuł publikujemy na podstawie umowy

licencyjnej z angielskim pismem Every−

day Practical Electronics.

Analiza końcowa

Ciąg dalszy

Projektowanie końcowej części płytki

jest nieco trudniejsze, ponieważ obejmu−

je ona kilka elementów z poza płytki. Po−

trzebny jest więc staranny namysł, aby

ułożyć połączenia porządnie i wygodnie.

Wyprowadzenia każdego z zewnętrznych

podzespołów powinny znaleźć się na płytce

blisko siebie. Wyłącznik S1 także mógłby

mieć swoje wyprowadzenia na płytce, ale łat−

wiejsze będzie połączenie go z końcówkami

Teraz trzeba tylko posuwać się wzdłuż

schematu od lewej do prawej i dodawać po

jednym elemencie. Po wybraniu szyn zasila−

nia i pasków dla IC1 pozycje niektórych ele−

mentów są już do pewnego stopnia ustalone.

Na przykład rezystor R3 i kondensator C3 mu−

szą zostać wmontowane pomiędzy ścieżką

łączącą się z końcówką 3 IC1 a szyną 0V. Po−

dobnie, R2 łączy pasek końcówki 3 IC1 z do−

datnią szyną napięcia zasilającego. Rezysto−

rem R1 łączy się pasek, prowadzący do koń−

cówki 2 IC1, z jednym z nie użytych jeszcze

pasków. Jest ich kilka do wyboru, ale radził−

bym dla prostoty użyć paska niższego o czte−

ry pozycje od końcówki 2 IC1.

Kondensator C2 może wtedy zostać

umieszczony pomiędzy tym paskiem a

paskiem znajdującym się bezpośrednio

poniżej. Na lewym skraju płytki można te−

raz wmontować wyprowadzenia do

gniazdka JK1.

Po rozmieszczeniu wszystkich ele−

mentów na lewo od układu scalonego

przyszedł czas na sam IC1 wraz ze zwor−

kami z drutu, łączącymi go z szynami za−

silania. Do zakończenia montażu układu

wzmacniacza brakuje jeszcze rezystora

Rys. 4 Ostateczne rozmieszczenie (nie sprawdzone) elementów na płytce.

ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/96

KOD BARWNY

Wartość rezystancji w omach, współczynnik temperaturowy w ppm/K

(10 −6 /K)

Cyfry

Mnożnik

Tolerancja

Współczynnik

znaczące

temperaturowy

srebrny

−

x0,01

±10%

−

srebrny

zółty

−

x0,1

±5%

−

złoty

czarny

−

±250

czarny

brązowy

x10

±1%

±100

brązowy

czerwony

x10 2

±50

czerwony

pomarańczowy

x10 3

±15

pomarańczowy

żółty

x10 4

±25

żółty

zielony

x10 5

±20

zielony

niebieski

x10 6

±0,25%

±10

niebieski

fioletowy

x10 7

±0,1%

±5

fioletowy

szary

x10 8

−

±1

szary

biały

x10 9

−

biały

brak

−

±20%

−

brak

PRZYKłADY (kod barwny)

KOD LITEROWO CYFROWY

Przykłady:

Wartość

Według

Tolerancja

kod

Współczynnik

kod

rezystancji

IEC

MIL

temperaturowy

1 00ppm/K

0,22 W

R22

−

N − ±30%

M − ±20%

K − ±10%

J − ±5

G − ±2%

F − ±1%

D − ±0,5%

C − ±0,25%

B − ±0,1%

W − ±0,05%

P − ±0,002%

L − ±0,001%

E − ±0,0005%

3,9 W

3R9

50ppm/K

75 W

75R

750

25ppm/K

910 W

910R lub K91

911

15ppm/K

T10

1,8k W

1K8

182

10ppm/K

T13

62k W

62K

623

5ppm/K

T16

470k W

470k lub M47

474

2ppm/K

T18

56M W

5m6

565

36M W

36m

366

1,54k W

K54

1541

43,2k W

43K2

4322

931k W

931K

9313

1,24m W

1M24

1244

ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/96

TABELE CIąGÓW

E12

E24

E12

E24

1.0

1.1

3.3

3.6

1.2

1.3

3.9

4.3

1.5

1.6

4.7

5.1

1.8

2.0

5.6

6.2

2.2

2.4

6.8

7.5

2.7

3.0

8.2

9.1

E48 E96 E192 E48 E96 E192 E48 E96 E192 E48 E96 E192 E48 E96 E192

100 100 100 162 162 162 261 261 261 422 422 422 681 681 681

101 164 264 427 690

102 102 165 165 267 267 432 432 698 698

104 167 271 437 706

105 105 105 169 169 169 274 274 274 422 422 422 715 715 715

106 172 277 488 723

107 107 174 174 280 280 453 453 732 732

109 176 284 459 741

110 110 110 178 178 178 287 287 287 464 464 464 750 750 750

111 180 291 470 759

113 113 182 182 294 294 475 475 768 768

114 184 298 481 777

115 115 115 187 187 187 301 301 301 487 487 487 787 787 787

117 189 305 493 796

118 118 191 191 309 309 499 499 806 806

120 193 312 505 816

121 121 121 196 196 196 316 316 316 511 511 511 825 825 825

123

127 127 127 205 205 205 332 332 332 536 536 536 866 866 866

129 208 336 542 876

130 130 210 210 340 340 549 549 887 887

132 213 344 556 898

133 133 133 215 215 215 348 348 348 562 562 562 909 909 909

135 218 352 569 920

137 137 221 221 357 357 576 576 931 931

138 223 361 583 942

140 140 140 226 226 226 365 365 365 590 590 590 953 953 953

142

229

370

597

965

143 143

232 232

374 374

604 604

976 976

145

234

379

612

988

147 147 147 237 237 237 383 383 383 619 619 619

149 240 388 626

150 150 243 243 392 392 634 634

152 246 397 642

154 154 154 249 249 249 402 402 402 649 649 649

156

198

320

517

835

252

407

657

124 124

200 200

324 324

523 523

845 845

158 158

255 255

412 412

665 665

126

203

328

530

856

160

258

417

673

PODSTAWOWE WZORY

Połączenie szeregowe rezystorów

PUI

= ∗

RRR R

tot

= + + +

...

UI R

= ∗

UPR

PIR

= ∗

Połączenie równoległe rezystorów

Dzielniki napięcia

111 1

...

RRR R

tot

Rozpływ prądów

III

= +

1 2

UUU

= + 1

RR U

RR I

ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/96

= + + +

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: