Jak zmierzyć napięcie na płytce prototypowej

Płytki stykowe bez lutowania są idealne do prototypowania obwodów, zapewniając platformę do szybkich i elastycznych eksperymentów. Jednak, aby zapewnić powodzenie projektów obwodów, bardzo pomocny jest dokładny pomiar napięcia między komponentami na płytce stykowej. Przyjrzyjmy się, jak mierzyć napięcie na płytce stykowej.

Co to jest napięcie?

Napięcie, często określane jako różnica potencjałów elektrycznych, jest siłą napędową, która zasila nasze obwody elektryczne. Jego jednostką miary jest wolt (V), który reprezentuje różnicę energii potencjalnej między dwoma punktami w obwodzie, podobnie jak różnica ciśnienia wody między dwoma końcami rury.

Przyrządy do pomiaru napięcia

Istnieją dwa podstawowe przyrządy powszechnie używane do pomiaru napięcia:

Multimetr cyfrowy (DMM)

Multimetr cyfrowy jest standardowym narzędziem diagnostycznym służącym do pomiaru napięcia, prądu i rezystancji. Woltomierze analogowe z igłami od dawna są wypierane przez multimetry cyfrowe ze względu na ich zwiększoną dokładność i niezawodność.

Oscyloskop

Oscyloskop cyfrowy jest cennym narzędziem do analizy dynamicznych sygnałów elektrycznych o złożonych przebiegach. Zapewnia wizualną reprezentację zmian napięcia w czasie, dzięki czemu jest przydatny do badania sygnałów elektronicznych w projektach.

Podłączanie komponentów do płytki Breadboard

Podłączanie samodzielnych elementów elektronicznych jest najłatwiejsze. Wszystko, co musisz zrobić, to zidentyfikować żądane rzędy i wstawić dwa zaciski komponentu, np. rezystor w różnych pionowych rzędach wewnętrznej części płytki. Tylko upewnij się, że przewody dotykają metalowych płytek pod otworami na płytce stykowej.

Podczas podłączania płytek drukowanych do płytki stykowej upewnij się, że nie doszło do zwarcia przewodów. Jest to dość powszechne, jeśli dopiero zaczynasz tworzyć obwody na płytce stykowej z małymi modułami. Oto doskonały tego dowód.

Podczas podłączania układów scalonych zawsze upewnij się, że umieszczasz go okrakiem na środkowym mostku, który oddziela dwie wewnętrzne sekcje płytki stykowej.

Przewody połączeniowe należy również włożyć do końca, aby upewnić się, że nie ma luźnych połączeń.

Szyny zasilające i uziemiające

Płyty stykowe zazwyczaj mają dwa długie metalowe paski biegnące wzdłuż krawędzi płytki. Są one znane jako szyny zasilające i uziemiające i służą określonym celom w projektowaniu obwodów.

Szyna zasilająca, często oznaczona czerwonymi oznaczeniami lub symbolem „+”, służy do zasilania komponentów. Zwykle jest podłączony do dodatniego zacisku źródła zasilania lub źródła napięcia w obwodzie.

Szyna uziemiająca, zwykle oznaczona niebieskimi oznaczeniami lub symbolem „-”, stanowi punkt odniesienia dla potencjału elektrycznego obwodu. Łączy się z ujemnym zaciskiem źródła zasilania i działa jako wspólna masa dla komponentów. Aby uzyskać więcej informacji, sprawdź co to jest deska do krojenia chleba i jak z niej korzystać.

Pomiar napięcia między komponentami

Jednym z kluczowych celów analizy obwodów podczas wytwarzania na płytce prototypowej jest pomiar napięcia w określonych węzłach i na elementach obwodu. Pomaga to zrozumieć dynamikę dowolnego obwodu, który tworzysz.

Samodzielne komponenty

Podczas pomiaru napięcia na samodzielnych komponentach wystarczy ustawić multimetr na właściwe ustawienie i odpowiednio dobrać sondy. Niektóre komponenty, takie jak diody LED, mają ustawioną polaryzację; inne, takie jak rezystory, nie. Poniższy schemat pokazuje, jak zmierzyć spadek napięcia na rezystorze za pomocą woltomierza/multimetru.

Skrzyżowania lub węzły

Aby zmierzyć napięcie na złączu lub węźle w obwodzie, wystarczy zlokalizować punkt odniesienia obwodu i samo złącze.

Zwróć uwagę, że jeśli twój obwód ma ruchomą masę, możesz uzyskać niedokładne odczyty lub w ogóle nie odczytać.

Komponenty serii

W przypadku elementów połączonych szeregowo upewnij się, że sondy multimetru (lub oscyloskopu) znajdują się na skrajnych końcach obwodu, jak pokazano poniżej.

Szyny zasilające

Napięcie na szynach zasilających / uziemiających jest dość proste, ponieważ do wykonania pomiaru wystarczy użyć dwóch szyn, dodatniej i ujemnej. Upewnij się, że podłączyłeś czerwoną sondę do szyny, która jest podłączona do źródła zasilania.

Typowe błędy podczas pomiaru

Aby zapewnić dokładne pomiary i zapobiec potencjalnemu uszkodzeniu elementów płytki stykowej, należy mieć świadomość typowych wyzwań.

1. Brak rozdzielania szyn zasilających 3,3 V i 5 V

Podczas pracy z obwodami wymagającymi zarówno źródeł zasilania 3,3 V, jak i 5 V, należy rozdzielić szyny zasilające na płytce stykowej. Zapobiega to niezamierzonym połączeniom między różnymi poziomami napięcia, minimalizując ryzyko uszkodzenia komponentów. Możesz użyć górnej szyny dla 5 V i dolnej szyny dla 3,3 V

2. Brak mostkowania szyn zasilających

Niektóre deski do krojenia chleba mają łamany mostek, który dzieli szyny zasilające na dwie połowy. Można to łatwo rozwiązać, łącząc szyny w celu zapewnienia ciągłości.

3. Korzystanie z zasilania prądem przemiennym na komponentach prądu stałego

Zasilanie prądem zmiennym może spowodować poważne uszkodzenia elementów prądu stałego, w tym układów scalonych i mikrokontrolerów. Jeśli naprawdę potrzebujesz, zawsze używaj kondensatorów sprzęgających do izolacji prądu stałego — powszechna metoda projektowania wzmacniaczy na płytkach prototypowych.

Poznaj właściwy sposób pomiaru napięcia

Zrozumienie, jak dokładnie mierzyć napięcie między komponentami na płytce stykowej, jest podstawową umiejętnością udanego prototypowania obwodów. Dzięki zrozumieniu koncepcji napięcia i przestrzeganiu właściwych technik pomiarowych zyskujesz moc optymalizacji projektów obwodów i zapewnienia niezawodnej wydajności.