กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 6 นาที

แผงวงจรทดลอง

แผง วงจรทดลอง ( Breadboard) หรือ แผงวงจร ทดลอง แบบไม่ ต้องบัดกรี หรือ แผงต้นแบบ (Protoboard) คือฐานสำหรับสร้าง วงจรต้นแบบ แบบ กึ่งถาวร แตกต่างจาก แผงวงจรเจาะรู (Perfboard) หรือ...

แผงวงจรทดลอง

แผงวงจรทดลองแบบไร้ตะกั่วบัดกรี 400 จุด ระยะห่างระหว่างรู 0.1 นิ้ว (2.54 มม.) แสดงมุมมองด้านบนและด้านล่าง
แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ขนาด 400 จุดมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าเทียบเท่ากับแผงวงจรทดลองแบบไร้บัดกรีที่กล่าวมาข้างต้น

แผงวงจรทดลอง ( Breadboard) หรือ แผงวงจร ทดลอง แบบไม่ ต้องบัดกรี หรือ แผงต้นแบบ (Protoboard)คือฐานสำหรับสร้างวงจรต้นแบบแบบ กึ่งถาวร แตกต่างจากแผงวงจรเจาะรู (Perfboard)หรือแผงวงจรแถบ (Stripboard)แผงวงจรทดลองไม่จำเป็นต้องบัดกรีหรือทำลายลายวงจร จึงสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ด้วยเหตุนี้ แผงวงจรทดลองจึงเป็นที่นิยมในหมู่นักเรียนและในการศึกษาด้านเทคโนโลยี

สามารถสร้างต้นแบบระบบอิเล็กทรอนิกส์ได้หลากหลายประเภทโดยใช้แผงวงจรทดลอง (breadboard) ตั้งแต่วงจรอนาล็อกและดิจิทัลขนาดเล็ก ไปจนถึงหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ที่สมบูรณ์

เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการเชื่อมต่อวงจรแบบถาวรแล้ว แผงวงจรทดลองสมัยใหม่มีค่าความจุปรสิต สูง ความต้านทานค่อนข้างสูง และการเชื่อมต่อที่ไม่น่าเชื่อถือ เนื่องจากอาจเกิดการสั่นสะเทือนและการเสื่อมสภาพทางกายภาพได้ การส่งสัญญาณจำกัดอยู่ที่ประมาณ 10 เมกะเฮิร์ตซ์ และแม้แต่ความถี่ต่ำกว่านั้นก็อาจทำงานไม่ถูกต้องทั้งหมด

ประวัติศาสตร์

วงจรการเรียนรู้บนบล็อกไม้

ในยุคแรกเริ่มของวิทยุ นักวิทยุสมัครเล่นจะตอกลวดทองแดงเปลือยหรือแถบขั้วต่อลงบนแผ่นไม้ (มักจะเป็นเขียงหั่น ขนมปังจริงๆ ) แล้วบัดกรีชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ลงไป[ 1 ]บางครั้ง จะมีการติด แผนผังวงจรบนกระดาษลงบนแผ่นไม้ก่อนเพื่อเป็นแนวทางในการวางขั้วต่อ จากนั้นจึงติดตั้งชิ้นส่วนและสายไฟทับสัญลักษณ์บนแผนผังวงจร การใช้หมุดปักหรือตะปูขนาดเล็กเป็นเสาสำหรับติดตั้งก็เป็นเรื่องปกติเช่นกัน

แผงวงจรทดลอง (Breadboard) ได้พัฒนาไปตามกาลเวลา โดยปัจจุบันคำนี้ถูกนำมาใช้สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต้นแบบทุกประเภท ตัวอย่างเช่น สิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาหมายเลข 3,145,483 [ 2 ]ยื่นจดในปี 1961 และอธิบายถึงแผงวงจรทดลองแผ่นไม้ที่มีสปริงติดตั้งและสิ่งอำนวยความสะดวกอื่นๆ สิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาหมายเลข 3,496,419 [ 3 ]ยื่นจดในปี 1967 และอ้างถึง รูปแบบ แผงวงจรพิมพ์ เฉพาะ ว่าเป็นแผง วงจร ทดลองวงจรพิมพ์ (Printed Circuit Breadboard ) ตัวอย่างทั้งสองอ้างถึงและอธิบายถึงแผงวงจรทดลองประเภทอื่นๆ ที่เป็นงานก่อนหน้า

ในปี พ.ศ. 2503 Orville Thompson จากDeVry Technical Instituteได้จดสิทธิบัตรแผงวงจรแบบไม่ต้องบัดกรีที่เชื่อมต่อแถวของรูเข้าด้วยกันด้วยโลหะสปริง[ 4 ] ในปี พ.ศ. 2514 Ronald Portugal จาก E&L Instruments ได้จดสิทธิบัตรแนวคิดที่คล้ายกันโดยมีรูเว้นระยะห่าง 0.1 นิ้ว (2.54 มม.) เท่ากับ แพ็คเกจ DIP IC ซึ่งกลายเป็นพื้นฐานของแผงวงจรแบบไม่ต้องบัดกรีสมัยใหม่ที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบัน[ 5 ]

งานประดิษฐ์ก่อนหน้า

  • สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 231708 ยื่นในปี พ.ศ. 2423 " แผงสวิตช์ไฟฟ้า " [ 6 ]
  • สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 2477653 ยื่นในปี พ.ศ. 2486 " อุปกรณ์ทดสอบการฝึกอบรมไฟฟ้าขั้นต้น " [ 7 ]
  • สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 2592552 ยื่นในปี พ.ศ. 2487 " แผงคำสั่งไฟฟ้า " [ 8 ]
  • สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 2568535 ยื่นในปี พ.ศ. 2488 " บอร์ดสำหรับสาธิตวงจรไฟฟ้า " [ 9 ]
  • สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 2885602 ยื่นในปี พ.ศ. 2498 " การผลิตวงจรโมดูลาร์ " เครื่องบันทึกเงินสดแห่งชาติ (NCR ) [ 10 ]
  • สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 3062991 ยื่นเมื่อปี พ.ศ. 2501 " ระบบวงจรแบบติดและถอดอย่างรวดเร็ว " [ 11 ]
  • สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 2983892 ยื่นเมื่อปี พ.ศ. 2501 " ชุดประกอบการติดตั้งสำหรับวงจรไฟฟ้า " [ 12 ]
  • สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 3085177 ยื่นในปี พ.ศ. 2503 " อุปกรณ์อำนวยความสะดวกในการสร้างอุปกรณ์ไฟฟ้า " สถาบันเทคนิคเดอวรี[ 4 ]
  • สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 3078596 ยื่นในปี พ.ศ. 2503 " แผงประกอบวงจร " [ 13 ]
  • สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 3145483 ยื่นในปี พ.ศ. 2504 " แผงทดสอบสำหรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ " [ 2 ]
  • สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 3277589 ยื่นเมื่อปี พ.ศ. 2507 " ชุดทดลองไฟฟ้า " [ 14 ]
  • สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 3447249 ยื่นในปี พ.ศ. 2509 " ชุดตัวต่ออิเล็กทรอนิกส์ " [ 15 ] ดูบล็อก/โดมิโนLectron
  • สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 3496419 ยื่นในปี พ.ศ. 2510 " แผงวงจรพิมพ์ " [ 3 ]
  • สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 3540135 ยื่นเมื่อปี พ.ศ. 2511 " อุปกรณ์ช่วยฝึกอบรมทางการศึกษา " [ 16 ]
  • สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 3733574 ยื่นในปี พ.ศ. 2514 " คลิปสปริงคู่ขนาดเล็ก " Vector Electronics [ 17 ] [ 18 ]
  • สิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกา D228136 ยื่นในปี 1971 " แผงวงจรสำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์หรือที่คล้ายกัน " E&L Instruments [ 5 ] [ 19 ] [ 20 ] นี่คือแผงวงจรแบบไม่ต้องบัดกรีที่ทันสมัย

ออกแบบ

แผงวงจรทดลองประกอบด้วยเฉพาะแถบขั้วต่อ แต่ไม่มีแถบตัวนำไฟฟ้า

ซ็อกเก็ตสำหรับแผงวงจรทดลองแบบไม่ต้องบัดกรีที่ทันสมัยนั้นประกอบด้วยบล็อกพลาสติกที่มีรูพรุนจำนวนมาก โดยมี คลิปสปริง ชุบดีบุกฟอสฟอร์บรอนซ์หรือ โลหะผสม นิกเกิลเงินอยู่ใต้รูพรุนเหล่านั้น คลิปเหล่านี้มักเรียกว่าจุดเชื่อมต่อหรือจุดสัมผัสจำนวนจุดเชื่อมต่อมักระบุไว้ในข้อกำหนดของแผงวงจรทดลอง

ระยะห่างระหว่างคลิป (ระยะห่างระหว่างขา) โดยทั่วไปคือ 0.1 นิ้ว (2.54 มม.) วงจรรวม (IC) ในแพ็คเกจแบบแถวคู่ (DIP) สามารถเสียบเข้าไปคร่อมเส้นกึ่งกลางของบล็อกได้ สายเชื่อมต่อและขาของส่วนประกอบแบบแยกชิ้น (เช่นตัวเก็บประจุตัวต้านทานและตัวเหนี่ยวนำ ) สามารถเสียบเข้าไปในรูที่ว่างอยู่เพื่อทำให้วงจรสมบูรณ์ ในกรณีที่ไม่ได้ใช้ IC ส่วนประกอบแบบแยกชิ้นและสายเชื่อมต่อสามารถใช้รูใดก็ได้ โดยทั่วไปแล้ว คลิปสปริงจะมีพิกัดกระแส 1 แอมแปร์ที่ 5 โวลต์และ 0.333 แอมแปร์ที่ 15 โวลต์ (5 วัตต์ )

บัสและแผงขั้วต่อ

แผงวงจรทดลองแบบไม่ต้องบัดกรี พร้อมแถบตัวนำไฟฟ้าคู่ทั้งสองด้าน

แผงวงจรทดลองแบบไม่ต้องบัดกรีเชื่อมต่อขาแต่ละขาด้วยแถบโลหะภายในแผงวงจร โดยทั่วไปแล้ว แผงวงจรทดลองแบบไม่ต้องบัดกรีจะประกอบด้วยพื้นที่สองประเภทที่เรียกว่าแถบ แถบเหล่านี้ประกอบด้วยขั้วต่อไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกัน บ่อยครั้งที่แถบหรือบล็อกของแผงวงจรทดลองยี่ห้อหนึ่งจะมี รอยบากแบบ หางนก ตัวผู้และตัวเมีย เพื่อให้สามารถหนีบแผงวงจรเข้าด้วยกันเพื่อสร้างแผงวงจรทดลองขนาดใหญ่ได้

บริเวณหลักที่ใช้สำหรับติดตั้งชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่เรียกว่าแถบขั้วต่อ (terminal strips ) โดยทั่วไปแล้ว ตรงกลางแถบขั้วต่อบนแผงวงจรทดลอง (breadboard) จะมีรอยบากขนานกับด้านยาว รอยบากนี้ใช้เพื่อกำหนดเส้นกึ่งกลางของแถบขั้วต่อ และช่วยระบายอากาศ (ระบายความร้อน) ให้กับไอซีแบบ DIP ที่วางคร่อมเส้นกึ่งกลางนั้น คลิปที่อยู่ด้านซ้ายและขวาของรอยบากจะเชื่อมต่อกันในลักษณะรัศมี โดยทั่วไปแล้วจะมีคลิปห้าตัว (เช่น อยู่ใต้รูห้ารู) เรียงกันในแต่ละด้านของรอยบากที่จะเชื่อมต่อกันทางไฟฟ้า โดยทั่วไปแล้ว แถวทั้งห้าทางด้านซ้ายของรอยบากจะถูกทำเครื่องหมายเป็น A, B, C, D และ E ในขณะที่แถวทางด้านขวาจะถูกทำเครื่องหมายเป็น F, G, H, I และ J เมื่อเสียบวงจรรวมแบบ DIP (Dual In-Line Pin Package) ที่มีขนาดเล็ก (เช่น DIP-14 หรือ DIP-16 ทั่วไป ซึ่งมีระยะห่างระหว่างแถวขา 0.3 นิ้ว (7.6 มม.)) ลงในแผงวงจรทดลอง ขาด้านหนึ่งของชิปควรเสียบเข้ากับแถว E ในขณะที่ขาอีกด้านหนึ่งควรเสียบเข้ากับแถว F ที่อีกด้านหนึ่งของรอยบาก แถวต่างๆ จะถูกระบุด้วยหมายเลขตั้งแต่ 1 ถึงจำนวนแถวที่แผงวงจรทดลองมี โดยทั่วไปแล้ว แผงวงจรทดลองแบบไม่มีจุดบัดกรีขนาดเต็มจะมีแถวตัวเชื่อมต่อประมาณ 56 ถึง 65 แถว เมื่อรวมกับแถบตัวนำไฟฟ้าที่แต่ละด้าน จะทำให้เกิดแผงวงจรทดลองแบบไม่มีจุดบัดกรีทั่วไปที่มีจุดเชื่อมต่อ 784 ถึง 910 จุด แผงวงจรทดลองส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบให้รองรับ 17, 30 หรือ 64 แถว ในรูปแบบมินิ ฮาล์ฟ และฟูล ตามลำดับ

เพื่อจ่ายพลังงานให้กับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ จึงใช้ แถบตัวนำไฟฟ้า (bus strip ) แถบตัวนำไฟฟ้ามักประกอบด้วยสองแถว คือ แถวสำหรับกราวด์และแถวสำหรับแรงดันไฟฟ้า แต่แผงวงจรทดลองบางรุ่นอาจมีแถบตัวนำไฟฟ้าแบบแถวเดียวอยู่ด้านยาวแต่ละด้าน โดยทั่วไป แถวที่ใช้สำหรับแรงดันไฟฟ้าจะถูกทำเครื่องหมายด้วยสีแดง ในขณะที่แถวสำหรับกราวด์จะถูกทำเครื่องหมายด้วยสีน้ำเงินหรือสีดำ ผู้ผลิตบางรายเชื่อมต่อขั้วต่อทั้งหมดในแถวเดียวกัน ในขณะที่บางรายเชื่อมต่อเพียงกลุ่ม เช่น ขั้วต่อ 25 ตัวที่อยู่ติดกันในแถวเดียวกัน การออกแบบแบบหลังนี้ช่วยให้นักออกแบบวงจรควบคุมการรบกวน (crosstalk) บนแถบตัวนำไฟฟ้าได้มากขึ้น บ่อยครั้งที่กลุ่มในแถบตัวนำไฟฟ้าจะถูกระบุด้วยช่องว่างในการทำเครื่องหมายสี แถบตัวนำไฟฟ้ามักจะวิ่งไปตามด้านใดด้านหนึ่งหรือทั้งสองด้านของแถบขั้วต่อ หรือระหว่างแถบขั้วต่อ ในแผงวงจรทดลองขนาดใหญ่ มักจะพบแถบตัวนำไฟฟ้าเพิ่มเติมที่ด้านบนและด้านล่างของแถบขั้วต่อ

ภายในแผ่นวงจรทดลองแบบไม่ต้องบัดกรี

ผู้ผลิตบางรายจัดจำหน่ายบัสและแผงขั้วต่อแยกกัน ในขณะที่บางรายจัดจำหน่ายบล็อกแผงวงจรทดลองซึ่งรวมทั้งสองอย่างไว้ในบล็อกเดียว

สายจัมเปอร์

สายจัมพ์แบบตีเกลียว 22AWG ปลายแข็ง

สายจัมเปอร์ (หรือเรียกว่าสายเชื่อมต่อ) สำหรับการต่อวงจรแบบไม่ต้องบัดกรี สามารถหาซื้อได้ในรูปแบบชุดสำเร็จรูป หรือสามารถทำเองได้ แต่การทำเองอาจเป็นงานที่ยุ่งยากสำหรับวงจรขนาดใหญ่ สายจัมเปอร์สำเร็จรูปมีคุณภาพแตกต่างกันไป บางชนิดมีปลั๊กขนาดเล็กติดอยู่ที่ปลายสาย วัสดุของสายจัมเปอร์สำหรับสายสำเร็จรูปหรือสายที่ทำเองควรเป็นลวดทองแดงแข็งชุบดีบุกขนาด 22  AWG (0.33 มม. ² ) โดยสมมติว่าไม่ได้ต้องการติดปลั๊กขนาดเล็กที่ปลายสาย ควรปอกปลายสายให้ยาวประมาณ 3/16ถึง5/16นิ้ว ( 4.8 ถึง 7.9 มม.) สายที่ปอกสั้นเกินไปอาจทำให้การ สัมผัส  กับคลิปสปริงของบอร์ดไม่ดี (ฉนวนอาจติดอยู่ในสปริง) ส่วนสายที่ปอกยาวเกินไปจะเพิ่มโอกาสในการลัดวงจรบนบอร์ดคีมปากแหลมและแหนบจะช่วยในการเสียบหรือถอดสาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนบอร์ดที่มีสายจำนวนมาก

โดยทั่วไปแล้ว การ ใช้สายไฟสีต่างๆ และ การ กำหนดรหัสสีมักเป็นไปเพื่อความสม่ำเสมอ อย่างไรก็ตาม จำนวนสีที่มีให้เลือกใช้มักน้อยกว่าจำนวนประเภทสัญญาณหรือเส้นทางสัญญาณมาก โดยปกติแล้ว จะมีการสงวนสีสายไฟบางสีไว้สำหรับแรงดันไฟฟ้าและกราวด์ (เช่น สีแดง สีน้ำเงิน สีดำ) บางสีสงวนไว้สำหรับสัญญาณหลัก และส่วนที่เหลือจะใช้ในจุดที่สะดวกเท่านั้น ชุดสายไฟจัมพ์สำเร็จรูปบางชุดใช้สีเพื่อระบุความยาวของสายไฟ แต่ชุดเหล่านี้ไม่อนุญาตให้ใช้ระบบการกำหนดรหัสสีที่มีความหมายได้

การออกแบบขั้นสูง

ในรูปแบบที่แข็งแรงกว่านั้น แถบวงจรทดลองหนึ่งแถบหรือมากกว่านั้นจะถูกติดตั้งบนแผ่นโลหะ โดยทั่วไปแล้ว แผ่นรองด้านหลังนั้นจะมีขั้วต่อจำนวนหนึ่ง ขั้วต่อเหล่านี้ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟภายนอกได้อย่างเรียบร้อย วงจรทดลองประเภทนี้อาจใช้งานง่ายกว่าเล็กน้อย

ผู้ผลิตบางรายจัดหาแผงวงจรทดลองแบบไม่ต้องบัดกรีรุ่นคุณภาพสูง โดยทั่วไปแล้วจะเป็นโมดูลแผงวงจรทดลองคุณภาพสูงที่ติดตั้งบนเคสแบบแบน เคสนี้ประกอบด้วยอุปกรณ์เพิ่มเติมสำหรับแผงวงจรทดลอง เช่นแหล่งจ่ายไฟเครื่องกำเนิดสัญญาณหนึ่งตัวหรือมากกว่า อินเทอร์ เฟซแบบอนุกรมโมดูลจอแสดงผล LED หรือ LCD และโพรบตรรกะ[ 21 ]

สำหรับการพัฒนาความถี่สูง แผ่นฐานโลหะช่วยให้มีระนาบกราวด์ที่สามารถบัดกรีได้ ซึ่งมักจะเป็นแผ่นวงจรพิมพ์ที่ไม่ได้กัดลาย บางครั้งวงจรรวมจะถูกติดกลับหัวลงบนแผ่นฐานและบัดกรีโดยตรง ซึ่งเป็นเทคนิคที่บางครั้งเรียกว่าการสร้างแบบ " dead bug " เนื่องจากลักษณะที่ปรากฏ ตัวอย่างของการสร้างแบบ dead bug ที่มีระนาบกราวด์แสดงอยู่ในบันทึกการใช้งานของ Linear Technologies [ 22 ]

การใช้งาน

ในยุคของ ระบบบนชิป (SoC) การใช้งานทั่วไปอย่างหนึ่งคือการหาไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCU) ที่ประกอบมาแล้วบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ซึ่งมีพิน อินพุต/เอาต์พุต (IO) จำนวนมากอยู่ในส่วนหัวที่เหมาะสมสำหรับเสียบเข้ากับแผงวงจรทดลอง (breadboard) จากนั้นจึงสร้างวงจรต้นแบบที่ใช้ประโยชน์จากอุปกรณ์ต่อพ่วงอย่างน้อยหนึ่งอย่างของ MCU เช่นอินพุต/เอาต์พุตอเนกประสงค์ (GPIO), ตัวรับส่งสัญญาณอนุกรมUART / USART , ตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิทัล (ADC), ตัวแปลงดิจิทัลเป็นอนาล็อก (DAC), การมอดูเลชั่ น ความกว้างพัลส์ (PWM; ใช้ในการควบคุมมอเตอร์ ), อินเท ร์เฟซอุปกรณ์ต่อพ่วงอนุกรม ( SPI ) หรือI2C

จากนั้นจึงพัฒนา เฟิร์มแวร์สำหรับ MCU เพื่อทดสอบ ดีบัก และโต้ตอบกับวงจรต้นแบบ การทำงานที่ความถี่สูงส่วนใหญ่จึงจำกัดอยู่เฉพาะบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของ SoC ในกรณีของการเชื่อมต่อความเร็วสูง เช่น SPI และ I2C สามารถดีบักได้ที่ความเร็วต่ำกว่า และต่อสายใหม่ในภายหลังโดยใช้วิธีการประกอบวงจรที่แตกต่างกันเพื่อใช้ประโยชน์จากการทำงานที่ความเร็วเต็มที่ SoC ขนาดเล็กเพียงตัวเดียวมักมีตัวเลือกอินเทอร์เฟซไฟฟ้าเหล่านี้ส่วนใหญ่ในขนาดที่ใหญ่กว่าแสตมป์ขนาดใหญ่เพียงเล็กน้อย มีจำหน่ายในตลาดงานอดิเรกของอเมริกา (และที่อื่นๆ) ในราคาไม่กี่ดอลลาร์ ทำให้สามารถสร้างโครงการบนแผงวงจรทดลองที่ค่อนข้างซับซ้อนได้ด้วยต้นทุนที่ไม่สูงนัก

ข้อจำกัด

วงจรที่ซับซ้อนซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้ไมโครโปรเซสเซอร์เป็นหลัก
ปรีแอมป์ไมโครโฟนต้นแบบที่สร้างด้วยชิ้นส่วน SMD บัดกรีลงบนแผงอะแดปเตอร์SIPหรือDIL

เนื่องจากความจุปรสิตที่ ค่อนข้างมาก เมื่อเทียบกับ PCB ที่จัดวางอย่างเหมาะสม (ประมาณ 2 pF ระหว่างคอลัมน์สัมผัสที่อยู่ติดกัน[ 23 ] ) ความเหนี่ยวนำสูง ของการเชื่อมต่อบางส่วน และ ความต้านทานการสัมผัสที่ค่อนข้างสูงและไม่สามารถทำซ้ำได้ดีทำให้แผงวงจรทดลองแบบไร้บัดกรีทำงานได้เฉพาะที่ความถี่ค่อนข้างต่ำ โดยปกติจะต่ำกว่า 10  MHzขึ้นอยู่กับลักษณะของวงจร ความต้านทานการสัมผัสที่ค่อนข้างสูงอาจเป็นปัญหาสำหรับวงจร DC บางวงจรและวงจรความถี่ต่ำมาก แผงวงจรทดลองแบบไร้บัดกรียังมีข้อจำกัดเพิ่มเติมในด้านพิกัดแรงดันและกระแสไฟฟ้า

โดยทั่วไปแล้ว แผงวงจรทดลองแบบไม่ต้องบัดกรีจะไม่สามารถรองรับอุปกรณ์เทคโนโลยีติดตั้งบนพื้นผิว (SMD) หรือส่วนประกอบที่มีระยะห่างของกริดนอกเหนือจาก 0.1 นิ้ว (2.54 มม.) นอกจากนี้ยังไม่สามารถรองรับส่วนประกอบที่มีขั้วต่อหลายแถวได้ หากขั้วต่อเหล่านี้ไม่ตรงกับรูปแบบการจัดเรียง แบบแถวคู่ – เพราะจะไม่สามารถเชื่อมต่อทางไฟฟ้าได้อย่างถูกต้อง บางครั้งอาจใช้อะแดปเตอร์PCB ขนาดเล็กที่เรียกว่า "อะแดปเตอร์แบบแยกส่วน" เพื่อเชื่อมต่อส่วนประกอบเข้ากับแผงวงจร อะแดปเตอร์ดังกล่าวสามารถบรรจุส่วนประกอบได้หนึ่งชิ้นหรือมากกว่า และมีขาขั้วต่อตัวผู้ที่มีระยะห่าง 0.1 นิ้ว ในรูปแบบ แถวเดี่ยวหรือแถวคู่ สำหรับเสียบเข้ากับแผงวงจรทดลองแบบไม่ต้องบัดกรี ส่วนประกอบขนาดใหญ่จะเสียบเข้ากับซ็อกเก็ตบนอะแดปเตอร์ ในขณะที่ส่วนประกอบขนาดเล็ก (เช่น ตัวต้านทาน SMD) มักจะบัดกรีโดยตรงบนอะแดปเตอร์ จากนั้นจึงเสียบอะแดปเตอร์เข้ากับแผงวงจรทดลองผ่านขั้วต่อขนาด 0.1 นิ้ว อย่างไรก็ตาม ความจำเป็นในการบัดกรีส่วนประกอบลงบนอะแดปเตอร์นั้นทำให้ข้อดีบางประการของการใช้แผงวงจรทดลองแบบไม่ต้องบัดกรีลดลงไป

วงจรที่ซับซ้อนมากอาจจัดการได้ยากบนแผงวงจรทดลองแบบไร้การบัดกรี เนื่องจากต้องใช้สายไฟจำนวนมาก ความสะดวกสบายในการเสียบและถอดปลั๊กเชื่อมต่อก็ทำให้เกิดความเสี่ยงที่จะไปรบกวนการเชื่อมต่อโดยไม่ตั้งใจ และระบบก็จะทำงานไม่น่าเชื่อถือ แม้ว่าจะสามารถสร้างระบบต้นแบบที่มีจุดเชื่อมต่อหลายพันจุดได้ แต่ต้องใช้ความระมัดระวังอย่างมากในการประกอบ และระบบดังกล่าวก็จะทำงานไม่น่าเชื่อถือเมื่อความต้านทานการสัมผัสเพิ่มขึ้นตามเวลา ในบางจุด ระบบที่ซับซ้อนมากจะต้องถูกนำไปใช้กับเทคโนโลยีการเชื่อมต่อที่น่าเชื่อถือกว่า เพื่อให้มีโอกาสใช้งานได้ในระยะเวลาที่เหมาะสม

ทางเลือกอื่นๆ

วิธีการสร้างต้นแบบแบบอื่น ได้แก่การสร้างแบบจุดต่อจุด (คล้ายกับแผงวงจรไม้แบบดั้งเดิม) การพันสายไฟ การใช้ดินสอต่อสายไฟและแผงวงจรแบบแถบ ระบบที่ซับซ้อน เช่น คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ที่ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ไดโอดและตัวต้านทาน นับล้านตัว ไม่เหมาะกับการสร้างต้นแบบโดยใช้แผงวงจร เนื่องจากโครงสร้างที่ซับซ้อนนั้นยากต่อการจัดวางและแก้ไขข้อผิดพลาดบนแผงวงจร

โดยทั่วไปแล้ว การออกแบบวงจรสมัยใหม่จะพัฒนาขึ้นโดยใช้ ระบบ การสร้างแผนผังวงจรและการจำลอง และทดสอบในโปรแกรมจำลองก่อนที่จะสร้างวงจรต้นแบบแรกบนแผ่นวงจรพิมพ์ส่วน การออกแบบ วงจรรวมนั้นเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนกว่า เนื่องจากต้นทุนการผลิตซิลิคอนต้นแบบสูง จึงต้องทำการจำลองด้วยซอฟต์แวร์อย่างละเอียดก่อนที่จะผลิตต้นแบบแรก อย่างไรก็ตาม เทคนิคการสร้างต้นแบบยังคงใช้ในบางแอปพลิเคชัน เช่น วงจร RFหรือในกรณีที่แบบจำลองซอฟต์แวร์ของส่วนประกอบไม่แม่นยำหรือไม่สมบูรณ์

นอกจากนี้ยังสามารถใช้ตารางสี่เหลี่ยมที่มีรูเป็นคู่ๆ โดยที่รูหนึ่งในแต่ละคู่เชื่อมต่อกับแถว และอีกรูหนึ่งเชื่อมต่อกับคอลัมน์ รูปทรงเดียวกันนี้สามารถอยู่ในรูปวงกลมได้ โดยที่แถวและคอลัมน์แต่ละแถวหมุนวนไปในทิศทางตรงกันข้ามตามเข็มนาฬิกา/ทวนเข็มนาฬิกา

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Breadboard&oldid=1341316073 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ แผงวงจรทดลอง

แผง วงจรทดลอง ( Breadboard) หรือ แผงวงจร ทดลอง แบบไม่ ต้องบัดกรี หรือ แผงต้นแบบ (Protoboard) คือฐานสำหรับสร้าง วงจรต้นแบบ แบบ กึ่งถาวร แตกต่างจาก แผงวงจรเจาะรู (Perfboard) หรือ...

ประวัติศาสตร์

ในยุคแรกเริ่มของวิทยุ นักวิทยุสมัครเล่นจะตอกลวดทองแดงเปลือยหรือแถบขั้วต่อลงบนแผ่นไม้ (มักจะเป็นเขียง หั่น ขนมปังจริงๆ ) แล้วบัดกรีชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ลงไป [ 1 ] บางครั้ง จะมีการติด แผนผังวงจร บนกระดาษลงบนแผ่นไม้ก่อนเพื่อเป็นแนวทางในการวางขั้วต่อ...

งานประดิษฐ์ก่อนหน้า

สิทธิบัตร สหรัฐอเมริกาหมายเลข 231708 ยื่นในปี พ.ศ. 2423 " แผงสวิตช์ไฟฟ้า " [ 6 ] สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 2477653 ยื่นในปี พ.ศ. 2486 " อุปกรณ์ทดสอบการฝึกอบรมไฟฟ้าขั้นต้น " [ 7 ] สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 2592552 ยื่นในปี พ.ศ.

ออกแบบ

ซ็อกเก็ตสำหรับแผงวงจรทดลองแบบไม่ต้องบัดกรีที่ทันสมัยนั้นประกอบด้วยบล็อกพลาสติกที่มีรูพรุนจำนวนมาก โดยมี คลิปสปริง ชุบดีบุก ฟอสฟอร์บรอนซ์ หรือ โลหะผสม นิกเกิลเงิน อยู่ใต้รูพรุนเหล่านั้น คลิปเหล่านี้มักเรียกว่า จุดเชื่อมต่อ หรือ จุดสัมผัส...