Bagaimana saya bisa mendiagnosis masalah yang mungkin terjadi dengan papan tempat memotong roti saya?

Saya seorang profesor EE, dan di lab digital saya siswa saya memiliki masalah dengan papan tempat memotong roti minggu ini (agak sejalan dengan pertanyaan ini ). Komponen tampaknya berfungsi ketika dipindahkan ke area yang berbeda di papan tulis, dan saya membantu memecahkan masalah, jadi saya tidak berpikir itu adalah kasus kesalahan siswa.

Apa masalah yang dapat mengganggu papan tempat memotong roti, dan bagaimana saya bisa mendiagnosisnya? Apakah sesederhana melepaskan setiap papan dari platform dan memeriksa strip terminal? Apakah saya perlu menghapus strip? Apakah ada alat yang bisa saya gunakan untuk memeriksa pin-by-pin?

Penggunaan papan tempat memotong roti yang benar

Papan tempat memotong roti gaya plug-in dengan deretan lima soket 0,1 inci yang tampaknya Anda bicarakan bisa sangat berguna, tetapi juga bisa disalahgunakan. Mengetahui cara menggunakan dan merawat papan tempat memotong roti seperti itu adalah keterampilan EE yang cukup berguna sehingga perlu beberapa menit.

Hal utama untuk tidak menyalahgunakan papan tempat memotong roti adalah tidak memasang kabel yang terlalu besar. Itu bisa membuat kontak macet, membuat mereka terpecah bukannya membiarkannya melompat ke samping seperti yang diinginkan. Lead yang terlalu besar juga biasanya membutuhkan sedikit plastik di atas kontak dengan memperbesar lubang. Itu memungkinkan lead dengan ukuran yang tepat untuk masuk sedikit ke samping, sekarang memungkinkan bahkan lead ini menggerogoti salah satu klip pegas.

Berhati-hatilah untuk mendorong timah lurus ke bawah. Sekali lagi itu membuat mereka tidak mendorong salah satu mata air dengan cara yang tidak dimaksudkan.

Sayangnya, siswa akan menjadi siswa, dan tidak memiliki minat jangka panjang pada papan tempat memotong roti. Mereka hanya perlu menyelesaikan proyek mereka. Apakah papan tempat memotong roti adalah omong kosong setelah selesai adalah masalah orang lain.

Breadboards sebagai buku teks

Solusinya bagi Anda untuk mempertimbangkan papan tempat memotong roti seperti buku. Setiap EE harus memiliki satu atau dua papan tempat memotong roti untuk percobaan. Mengetahui cara menggunakannya dengan benar, cara merawatnya, dan masalah sirkuit khusus karena papan tempat memotong roti adalah hal yang berguna untuk diketahui EE profesional. Setiap siswa perlu membeli papan tempat memotong roti sendiri. Dengan begitu mereka termotivasi untuk tidak menyalahgunakan mereka. Jika mereka melakukannya, mereka belajar pelajaran sebelum bos atau rekan kerja berpikir mereka bodoh.

Tidak semua papan tempat memotong roti dibuat sama. Jangan hanya membeli pada harga, terutama ketika mereka dari timur jauh dari warisan yang dipertanyakan. Setelah Anda menemukan sumber yang baik, Anda mungkin dapat mengatur pembelian volume sehingga siswa Anda bisa mendapatkannya dengan harga yang layak.

Masalah sirkuit

Banyak orang akan segera menyalahkan apa pun yang tidak berfungsi pada papan tempat memotong roti pada kenyataan bahwa itu ada di papan tempat memotong roti. Cari "papan tempat memotong roti" di situs ini, dan Anda akan melihat banyak komentar yang lebih suci. Ini sebagian besar salah.

Papan tempat memotong roti bisa sangat berguna untuk mencoba dan memeriksa sirkuit dasar. Ini persis seperti hal-hal yang harus dilakukan siswa EE. Namun ada beberapa masalah:

1. Tidak ada bidang tanah. Terkadang itu tidak terlalu menjadi masalah. Ini dapat membantu memasang papan tempat memotong roti di atas pelat logam dengan tiang pengikat sehingga Anda dapat menghubungkan pelat ke papan tempat memotong roti dengan satu kawat. Atau, Anda dapat memilih salah satu strip bus horizontal untuk mengikat plat secara permanen juga. Dalam hal ini, Anda perlu memberi label dengan hati-hati.

   Kemungkinan lain adalah menempatkan pesawat terbang di bawah area kerja Anda. Ini bisa sesederhana mengerjakan selembar karton, dengan aluminium foil di bawahnya, diikatkan ke tanah di papan tempat memotong roti.

   Ingatlah bahwa beberapa papan tempat memotong roti, terutama yang lebih murah, memiliki bagian bawah klip pegas yang terbuka di bawahnya. Mereka akan kekurangan hal konduktif apa pun yang mereka duduki. Beri tahu siswa Anda untuk selalu menempelkan selotip pada kontak telanjang di bagian bawah papan tempat memotong roti tersebut.

2. Kontak masing-masing memiliki beberapa perlawanan. Sebagian besar waktu ini tidak terlalu menjadi masalah. Pikirkan kontak papan tempat memotong roti hanya sebagai sinyal dan daya kecil (seperti untuk menyalakan chip logika) saja. Jangan lakukan hal-hal seperti menjalankan daya untuk motor melalui papan tempat memotong roti. Itu bisa terlalu panas kontak, menyebabkan oksidasi dan masalah jangka panjang.

3. Ada beberapa kapasitansi antara kolom yang berdekatan. Masalah ini sebagian besar over-hyped, tetapi bisa jadi masalah untuk sirkuit analog yang sangat sensitif.

4. Mereka bukan untuk frekuensi tinggi. Ini benar-benar mengikuti dari tidak memiliki bidang tanah dan kapasitansi parasit lebih besar dari biasanya. Namun, sepertinya orang terlalu mudah melupakan hal ini.

   Perhatikan juga bahwa ini lebih penting untuk sinyal analog daripada digital. Kristal 8 MHz ke mikrokontroler tidak akan menjadi masalah, tetapi penerima radio 1 MHz pun akan bertindak berbeda di papan tempat memotong roti.

5. Mereka hanya untuk komponen thru-hole, dan IC dalam paket DIP. Kedua hal ini telah mengikuti cara dinosaurus. Meskipun demikian, kegunaan papan tempat memotong roti, khususnya untuk pembelajaran, layak untuk mengatasi masalah ini. Karena Anda berada dalam bisnis pembelajaran, simpan stok ¼W resistor melalui lubang dan bagian lain di sekitarnya. Anda masih bisa mendapatkan banyak kapasitor dalam versi thru-hole.

   Ada juga papan pengangkut yang tersedia dari tempat-tempat hobi yang mengambil paket pemasangan di permukaan yang umum, dan membawanya ke garis pin yang dimaksudkan khusus untuk dihubungkan ke papan tempat memotong roti. Masuk akal untuk memiliki persediaan ini di lab Anda. Anda tentu harus memilikinya untuk paket SOT-23-3, SOT-23-6, dan SOIC-14.

Penyelesaian masalah

Apa yang biasanya saya lakukan untuk debugging sirkuit papan tempat memotong roti adalah klip kawat 24 untai single-untai pada setiap probe lingkup. Klip ground probe mengarah ke kabel pendek yang keluar dari papan tempat memotong roti dengan ujung strip inci atau lebih. Ini memungkinkan dua klip ground probe lingkup untuk dilampirkan.

Sekarang Anda cukup tancapkan ujung lain dari kabel 24 gauge ke bantalan apa pun di papan tempat memotong roti yang ingin Anda lihat sinyal.

Jangan malas dengan melepas klip dari probe lingkup dan mencolokkan ujung tajam probe langsung ke lubang papan tempat memotong roti. Pertama, bagian runcing ini biasanya agak terlalu tebal untuk papan tempat memotong roti. Tetapi alasan sebenarnya adalah bahwa cepat atau lambat Anda akan secara tidak sengaja menggesekkan tangan Anda pada probe yang mencuat dari papan tempat memotong roti. Entah itu akan mematahkan ujung runcing ujung probe, merusak pin papan tempat memotong roti, atau keduanya.

Ringkasan

Papan tempat memotong roti bisa bermanfaat, bahkan dalam lingkungan profesional. Itu adalah alat yang harus dimiliki siswa Anda, belajar untuk merawat dengan benar, dan belajar untuk menggunakan ketika keadaan yang tepat muncul. Mereka juga bagus untuk belajar tentang sirkuit dan mendapatkan intuisi yang sangat penting tentang sirkuit yang tidak Anda dapatkan dari buku.

Siswa-siswa Anda tentu perlu memahami teori dan matematika di balik elektronik, tetapi itu hanya bagian dari menjadi EE. Ketika saya mewawancarai kandidat EE, tentu saja saya perlu melihat mereka tahu teorinya. Namun, sebagian besar wawancara saya akan mencari intuisi elektronik yang hanya memberi Anda percobaan.

EE yang baik melihat skema dan melihat tegangan mendorong dan arus mengalir. Mereka melihat transistor atau opamp atau kapasitor atau sebagian besar bagian apa pun dengan "artinya" dalam suatu rangkaian, bukan hanya beberapa persamaan untuk menyelesaikan arus ke empat tempat desimal. Perbedaan antara EE nyata dan seseorang yang hanya memasukkan nilai ke dalam persamaan adalah mampu "mengetahui" blok bangunan dan memiliki intuisi tentang elektronik dengan cara yang memungkinkan Anda menemukan topologi sirkuit yang belum pernah Anda lihat sebelumnya, hanya didorong oleh apa yang perlu dilakukan sirkuit. Ini membutuhkan percobaan, melihat bagaimana teori dan praktik berbeda, berjam-jam bertanya-tanya mengapa penguat sederhana yang tampak hebat dalam teori sebenarnya terombang-ambing ketika Anda membangunnya, dll. Breadboards adalah kendaraan terbaik yang kami miliki untuk pembelajaran seperti itu hari ini.

Mungkin sudah 10 tahun atau lebih sejak terakhir kali saya perlu bereksperimen dengan sirkuit ke titik itu masuk akal untuk menggunakan papan tempat memotong roti, tetapi hal-hal seperti itu muncul sesekali. Saya sudah menjadi insinyur listrik profesional sejak 1980, dan saya lebih sering menggunakan papan tempat memotong roti dalam karier saya. Saya pikir ini adalah karena saat itu sebagian besar bagian melalui lubang dengan .1 "pitch, biaya dan perubahan pembuatan papan PC lebih tinggi, dan sirkuit lebih analog.

Berpikir kembali, terakhir kali saya menggunakan papan tempat memotong roti nyata adalah dalam mengembangkan sirkuit yang bisa menerima sinyal ultrasonik menggunakan daya siaga sangat sedikit. Ini menggunakan transistor pada arus rendah sehingga datasheet memberikan sedikit panduan apa yang diharapkan. Saya membutuhkan sekitar 2000 gain pada 40 kHz. Akhirnya saya mendapatkannya hingga 35 μA saat diam, tetapi tidak tanpa beberapa percobaan. Saya kira alasan ini sesuai untuk papan tempat memotong roti adalah karena itu adalah rangkaian analog yang tidak memiliki frekuensi multi-MHz.

Apakah ada alat yang bisa saya gunakan untuk memeriksa pin-by-pin?

Saya tahu asisten peneliti bisa menjadi tenaga kerja murah, tetapi mempertimbangkan harga papan tempat memotong roti: Jika ini diperlukan, Anda mungkin hanya ingin berinvestasi ke papan tempat memotong roti berkualitas tinggi atau hanya baru.

Bahkan sebagai murid berusia 13 tahun, saya hanya membuang beberapa papan tempat memotong roti yang saya beli dari penghasilan kecil saya setelah mencari tahu bahwa itu tidak diproduksi secara cukup akurat untuk memastikan kontak yang dapat diandalkan dengan komponen DIP. Papan Anda mungkin jauh lebih baik daripada punyaku, pada masa itu - tampaknya mereka setidaknya memiliki basis - tetapi mereka mungkin telah melihat beberapa kali penggunaan kasar karena digunakan dalam fasilitas pendidikan.

Apa masalah yang dapat mengganggu papan tempat memotong roti, dan bagaimana saya bisa mendiagnosisnya?

Gunakan imajinasimu!

• kontak yang lemah karena kelelahan mekanik
• kotoran
• efek seperti kapasitansi liar, induktansi, resistensi
• koneksi tidak aman karena kontak mekanis yang buruk, karena komponen tidak dibuat untuk papan tempat memotong roti, tetapi pembuatan PCB
• banyak dan banyak hal lain yang mungkin salah

Tidak mungkin untuk mengatakan apa yang salah dalam kasus khusus Anda - gunakan pengalaman EE Anda untuk menyingkirkan hal-hal, jika itu rute yang ingin Anda ambil.

Sekarang, lab digital mungkin atau mungkin tidak berarti Anda melakukan hal-hal berkecepatan tinggi - dan papan tempat memotong roti, karena bentuk semua komponen konduktor, terutama yang cenderung menghasilkan cross-talk atau atenuasi yang menarik.

Saya lakukan dan masih melakukan beberapa prototipe, bahkan di papan tempat memotong roti. Namun, saya telah banyak frustrasi di masa lalu, jadi sekarang saya pada dasarnya memiliki satu papan tempat memotong roti (bukan model , spesimen tunggal ) yang saya percayai, dan saya pada dasarnya hanya menggunakannya untuk mencolokkan PCB yang saya pesan atau buat sendiri dengan 2,54 header pin pitch mm, dan beberapa kabel jumper untuk memberi daya pada papan, dan mungkin penutup pelepasan untuk catu daya. Saya dapat mengandalkan kontak dari beberapa komponen pilih ini, dari pengalaman.

Saya telah digigit oleh kontak yang tidak dapat diandalkan, terutama dari resistor kabel, begitu sering, sehingga saya pada satu titik menyadari bahwa saya dapat men-debug prototipe yang mungkin atau mungkin tidak gagal baik karena masalah dengan desain saya atau masalah dengan kontak di papan tempat memotong roti saya, untuk tidak melakukan apa pun bahkan jauh dari rumit di papan tempat memotong roti. Jika sesuatu dilakukan pada PCB, Anda bisa, selama Anda tahu cara menyolder, mengesampingkan kontak yang buruk sebagai sumber kesalahan. Dan itu cukup melegakan.

Merancang PCB saya sendiri sebenarnya lebih cepat daripada mencari tahu bagaimana membangun kompleks misalnya perangkat empat-transistor dengan beberapa dioda dan resistor bias sebagai desain papan tempat memotong roti persegi panjang. Dan, jika saya memiliki pekerjaan yang tersisa dalam antrian untuk dilakukan sementara saya menunggu PCB, saya dapat memesan barang-barang murah di suatu tempat di Cina. Untuk barang pribadi, dan PCB kecil, triplet PCB jelas lebih murah daripada biaya papan tempat memotong roti berkualitas tinggi dibagi dengan generasi siswa yang akan menggunakannya.

Tentu saja, benar-benar benar bahwa mengajar siswa bagaimana merancang skema dan tata letak papan mungkin berada di luar jangkauan untuk lab yang Anda tuju - namun, hal itu mungkin menarik untuk dipelajari.

Seperti yang saya katakan, saya tidak tahu komponen apa yang Anda gunakan. Tetapi dengan asumsi itu lebih banyak hal seperti transistor diskrit, dan gerbang logika DIP (7400 jenis keluarga), dan mungkin satu DSP / FPGA / mikrokontroler / papan antarmuka PC untuk menyambungkannya, mungkin jalan tengah akan menarik:

Menyolder transistor TO-92 atau DIP14 IC dan pin header ke stripboard atau perfboard sebenarnya tidak terlalu sulit untuk dilakukan. Siswa mungkin masih dapat bereksperimen secara interaktif dengan sirkuit jika mereka telah menyolder sirkuit dasar mereka sendiri dan menggunakan eksternal, kabel jumper berkualitas baik (jangan mulai dengan kualitas kabel jumper) untuk menghubungkan mereka, jika frekuensi sinyal memungkinkan.

Untuk sirkuit digital, alat ini membantu:

Manfaatnya adalah jika Anda membaca 1/2 tegangan suplai pada meter, masalahnya adalah rangkaian terbuka pada pin. Cukup periksa setiap pin pada perangkat, dan periksa dengan nilai yang diharapkan dari skema. Ini berjalan cepat. Teknik yang sama ini bekerja pada papan sirkuit biasa untuk menemukan sirkuit terbuka dan level yang tak terduga di bagian lubang maupun SMT. Trik ini masih digunakan di laboratorium yang memiliki banyak alat uji. Adalah baik untuk mengajarkan pendekatan yang sistematis.

Alat era 1980 lainnya adalah klip DIP dengan LED bawaan untuk membuat penganalisa logika statis. DIP-klip tanpa leds bagus sebagai tempat untuk memasang probe.

Untuk apa Anda menggunakannya?

Jika ini adalah masalah umum di antara kelas Anda, tidak mungkin itu adalah masalah konektor (kecuali semua papan tempat memotong roti sudah benar-benar tua).

Alasan kedua yang sering saya pikirkan adalah frekuensi yang terlalu tinggi. Periksa freq maks yang direkomendasikan untuk papan tempat memotong roti Anda tetapi umumnya tidak terlalu tinggi.

Semoga ini bisa membantu.