Richtige Verwendung von Steckbrettern
Die Steckplatinen mit Reihen von fünf 0,1-Zoll-Sockeln, von denen Sie anscheinend sprechen, können sehr nützlich sein, aber auch missbraucht werden. Es lohnt sich, ein paar Minuten darüber nachzudenken, wie man solche Steckbretter benutzt und wie man sie pflegt.
Das Wichtigste, um Steckbretter nicht zu missbrauchen, ist, keine zu großen Kabel anzuschließen. Dadurch können die Kontakte verklemmt und zusammengedrückt werden, anstatt wie beabsichtigt zur Seite zu springen. Bei zu großen Kabeln muss der Kunststoff über dem Kontakt in der Regel durch Vergrößern des Lochs leicht zerbrochen werden. Dadurch können die Leitungen der richtigen Größe etwas seitlich eingeklemmt werden, sodass jetzt auch diese Leitungen eine der Federklemmen knacken können.
Achten Sie darauf, die Kabel gerade nach unten zu schieben. Auch dies hält sie davon ab, auf eine nicht beabsichtigte Weise auf eine der Federn zu drücken.
Leider werden Studenten Studenten sein und haben kein langfristiges Interesse an den Steckbrettern. Sie müssen nur ihr Projekt erledigen. Ob das Steckbrett Mist ist, nachdem sie fertig sind, ist das Problem eines anderen.
Steckbretter als Lehrbücher
Die Lösung ist, dass Sie Steckbretter wie Bücher betrachten. Jeder EE sollte ein oder zwei Steckbretter zum Experimentieren haben. Das Wissen, wie man es richtig benutzt, wie man es pflegt und die speziellen Schaltungsprobleme aufgrund von Steckbrettern sind nützliche Dinge, die professionelle EEs wissen müssen. Jeder Schüler muss seine eigenen Steckbretter kaufen. Auf diese Weise sind sie motiviert, sie nicht zu missbrauchen. Wenn sie das tun, lernen sie eine Lektion, bevor der Chef oder Mitarbeiter sie für einen Idioten hält.
Nicht alle Steckbretter sind gleich. Kaufen Sie nicht nur für den Preis, besonders wenn sie aus dem fernen Osten des fragwürdigen Erbes stammen. Sobald Sie eine gute Quelle gefunden haben, können Sie möglicherweise einen Mengenkauf arrangieren, damit Ihre Schüler sie zu einem angemessenen Preis erhalten.
Schaltungsprobleme
Viele Leute werden sofort alles, was nicht auf einem Steckbrett funktioniert, dafür verantwortlich machen, dass es auf einem Steckbrett liegt. Suchen Sie auf dieser Site nach "Steckbrett", und Sie werden viele Kommentare sehen, die heiliger sind als Sie. Das ist größtenteils falsch.
Steckbretter können sehr nützlich sein, um grundlegende Schaltkreise auszuprobieren und zu überprüfen. Dies sind genau die Dinge, die EE-Studenten tun sollten. Es gibt jedoch einige Probleme:
- Es gibt keine Grundebene. Manchmal macht das nicht viel aus. Es kann hilfreich sein, das Steckbrett mit einem Bindepfosten auf einer Metallplatte zu befestigen, sodass Sie die Platte mit einem einzigen Draht an das Steckbrett anschließen können. Sie können auch eine der horizontalen Busleisten auswählen, um die Platte dauerhaft zu binden. In diesem Fall müssen Sie es sorgfältig kennzeichnen.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Grundplatte unter Ihren Arbeitsbereich zu legen. Es kann so einfach sein, wie an einem Stück Pappe zu arbeiten, unter dem sich eine Aluminiumfolie befindet, die mit dem Bodennetz auf dem Steckbrett verbunden ist.
Denken Sie daran, dass bei einigen Steckbrettern, insbesondere bei den günstigeren, die Unterseite der Federklemmen darunter freiliegt. Sie werden zu allem kurzschließen, worauf sie sitzen. Bitten Sie Ihre Schüler, immer etwas Isolierband über die blanken Kontakte auf der Unterseite solcher Steckbretter zu kleben.
- Die Kontakte haben jeweils einen Widerstand. Meistens spielt das keine Rolle. Stellen Sie sich Kontakte auf dem Steckbrett nur für Signale und kleine Ströme vor (wie zum Beispiel für die Versorgung eines Logikchips). Lassen Sie den Motor nicht durch das Steckbrett laufen. Dies kann den Kontakt überhitzen und zu Oxidation und Langzeitproblemen führen.
- Zwischen benachbarten Spalten besteht eine gewisse Kapazität. Dieses Problem ist weitgehend überbewertet, kann aber für besonders empfindliche analoge Schaltungen von Bedeutung sein.
- Sie sind nicht für hohe Frequenzen. Dies ergibt sich tatsächlich aus dem Fehlen einer Massefläche und den größeren als üblichen parasitären Kapazitäten. Es scheint jedoch, dass die Leute dies zu leicht vergessen.
Beachten Sie auch, dass dies für analoge Signale wichtiger ist als für digitale. Es ist unwahrscheinlich, dass ein 8-MHz-Quarz für einen Mikrocontroller ein Problem darstellt, aber selbst ein 1-MHz-Funkempfänger verhält sich auf einem Steckbrett anders.
- Sie sind nur für Durchgangsbauteile und ICs in DIP-Gehäusen vorgesehen. Beide sind den Weg der Dinosaurier gegangen. Trotzdem lohnt es sich, sich mit dem Nutzen von Steckbrettern, insbesondere für das Lernen, zu befassen. Da Sie in der Lernbranche tätig sind, sollten Sie einen Vorrat an ¼ W Durchgangswiderständen und anderen Teilen bereithalten. Sie können immer noch viele Kondensatoren in Durchgangsversionen erhalten.
Es gibt auch Trägerplatinen von Hobby-Anbietern, die gängige Oberflächenmontage-Pakete aufnehmen und an eine Reihe von Stiften führen, die speziell zum Einstecken in Steckplatinen vorgesehen sind. Es ist sinnvoll, diese in Ihrem Labor bereitzuhalten. Sie sollten sie auf jeden Fall für die Pakete SOT-23-3, SOT-23-6 und SOIC-14 haben.
Fehlerbehebung
Was ich normalerweise zum Debuggen von Breadboard-Schaltkreisen mache, ist das Aufstecken eines 24-Gauge-Einzeldrahts auf jede Oszilloskop-Sonde. Die Erdungsklemmen der Sonde führen zu einem kurzen Draht, der mit einem ca. 6 mm langen abisolierten Ende vom Steckbrett absteht. Auf diese Weise können zwei Erdungsclips für die Oszilloskopsonde angebracht werden.
Jetzt stecken Sie einfach die anderen Enden der 24-Gauge-Drähte in die Pads auf dem Steckbrett, von denen Sie das Signal sehen möchten.
Seien Sie nicht faul, indem Sie den Clip von einer Zielfernrohrsonde entfernen und das scharfe Ende der Sonde direkt in ein Loch auf dem Steckbrett stecken. Erstens sind diese spitzen Teile normalerweise etwas zu dick für ein Steckbrett. Der wahre Grund ist jedoch, dass Sie früher oder später versehentlich mit der Hand über die Sonden streichen, die vom Steckbrett herausragen. Dadurch werden entweder die spitzen Enden der Sondenspitzen abgeknickt, der Steckbrettstift beschädigt oder beides.
Zusammenfassung
Steckbretter können auch in einer professionellen Umgebung nützlich sein. Diese Tools sollten Ihren Schülern zur Verfügung stehen, sie sollten lernen, richtig zu pflegen und sie zu verwenden, wenn die richtigen Umstände eintreten. Sie eignen sich auch hervorragend zum Erlernen von Schaltkreisen und zum Erlernen der wichtigsten Informationen zu Schaltkreisen, die Sie nicht aus Büchern erhalten.
Ihre Schüler müssen sicherlich die Theorie und die Mathematik hinter der Elektronik verstehen, aber das ist nur ein Teil davon, ein EE zu sein. Wenn ich EE-Kandidaten interviewe, muss ich natürlich sehen, dass sie die Theorie kennen. Die meiste Zeit des Interviews werde ich jedoch nach der Elektronik-Intuition suchen, die nur das Experimentieren Ihnen geben kann.
Gute EEs sehen sich einen Schaltplan an und sehen, wie die Spannungen gedrückt werden und Ströme fließen. Sie sehen einen Transistor, einen Operationsverstärker oder einen Kondensator oder fast jeden Teil davon, was er in einer Schaltung "bedeutet", und nicht nur einige Gleichungen zum Lösen des Stroms auf vier Dezimalstellen. Der Unterschied zwischen einem echten EE und jemandem, der nur Werte in Gleichungen einfügt, besteht darin, dass er die Bausteine "kennt" und die Elektronik auf eine Weise versteht, die es Ihnen ermöglicht, Schaltkreistopologien zu entwickeln, die Sie noch nie zuvor gesehen haben von dem, was die Schaltung tun muss. Es braucht Experimente, um zu sehen, wie sich Theorie und Praxis unterscheiden, Stunden, in denen man sich fragt, warum der einfache Verstärker, der in der Theorie großartig aussieht, tatsächlich oszilliert, wenn man ihn baut.
Es ist wahrscheinlich 10 Jahre her, seit ich das letzte Mal mit einer Schaltung experimentieren musste, bis es Sinn machte, ein Steckbrett zu verwenden, aber solche Dinge tauchen gelegentlich auf. Ich bin seit 1980 professioneller Elektrotechniker und habe früher in meiner Karriere eher Steckbretter verwendet. Ich glaube, das lag daran, dass damals die meisten Teile mit einer Teilung von 0,1 Zoll durchbohrt waren, die Kosten und die Bearbeitungszeit für die Herstellung von PC-Karten höher waren und die Schaltungen analoger waren.
Wenn ich zurückdenke, war das letzte Mal, dass ich ein Steckbrett für real verwendete, die Entwicklung einer Schaltung, die mit sehr wenig Standby-Energie ein Ultraschallsignal empfangen konnte. Hierbei wurden Transistoren mit so geringen Strömen verwendet, dass das Datenblatt nur wenige Hinweise gab, was zu erwarten ist. Ich brauchte ungefähr 2000 Gain bei 40 kHz. Irgendwann habe ich es auf 35 µA Ruhestrom gebracht, aber nicht ohne Experimente. Ich denke, der Grund, warum dies für ein Steckbrett angemessen war, war, dass es eine analoge Schaltung war, die keine Multi-MHz-Frequenzen hatte.
