Je suis professeur d'EE, et dans mon laboratoire numérique, mes étudiants ont eu des problèmes avec les maquettes cette semaine (un peu dans le sens de cette question ). Les composants semblaient fonctionner lorsqu'ils étaient déplacés vers une autre zone de la carte, et j'ai aidé à résoudre les problèmes, donc je ne pense pas que ce soit un cas d'erreur d'étudiant.
Quels sont les problèmes qui peuvent affecter une planche à pain et comment puis-je les diagnostiquer? Est-ce aussi simple que de dévisser chaque carte de la plate-forme et de vérifier les borniers? Dois-je retirer les bandes? Existe-t-il un outil que je peux utiliser pour vérifier broche par broche?
breadboard
troubleshooting
torsion de citron
la source
la source
Réponses:
Utilisation appropriée des tables d'expérimentation
Les platines de style plug-in avec des rangées de cinq prises de 0,1 pouce dont vous semblez parler peuvent être vraiment utiles, mais peuvent également être utilisées à mauvais escient. Savoir utiliser et prendre soin de ces platines est une compétence EE suffisamment utile pour que cela vaille la peine d'être étudié pendant quelques minutes.
L'essentiel pour ne pas abuser des platines est de ne pas brancher de fils trop gros. Cela peut bloquer les contacts, les écraser au lieu de les laisser sauter latéralement comme prévu. Les fils trop gros nécessitent généralement de casser légèrement le plastique au-dessus du contact en élargissant le trou. Cela permet aux fils de la bonne taille d'entrer un peu sur le côté, permettant désormais à ces fils de crisser l'un des clips à ressort.
Veillez à pousser les fils vers le bas. Encore une fois, cela les empêche de pousser sur l'un des ressorts d'une manière non prévue.
Malheureusement, les étudiants seront des étudiants et n'auront aucun intérêt à long terme pour les platines. Il leur suffit de réaliser leur projet. Que la planche à pain soit de la merde une fois terminée est le problème de quelqu'un d'autre.
Les maquettes comme manuels
La solution est que vous envisagiez des planches à pain comme des livres. Chaque EE devrait avoir une planche à pain ou deux pour expérimenter. Savoir comment l'utiliser correctement, comment en prendre soin et les problèmes de circuit spéciaux dus aux planches à pain sont des choses utiles pour les EE professionnels. Chaque étudiant doit acheter ses propres planches à pain. De cette façon, ils sont motivés à ne pas en abuser. S'ils le font, ils apprennent une leçon avant que le patron ou le collègue pense qu'ils sont un crétin.
Toutes les planches à pain ne sont pas égales. Ne vous contentez pas d'acheter sur le prix, surtout quand ils sont de l'extrême est d'un patrimoine douteux. Une fois que vous avez trouvé une bonne source, vous pourriez être en mesure d'organiser un achat en volume afin que vos élèves puissent les obtenir à un prix décent.
Problèmes de circuit
Beaucoup de gens blâmeront immédiatement tout ce qui ne fonctionne pas sur une planche à pain du fait que c'est sur une planche à pain. Recherchez «planche à pain» sur ce site et vous verrez beaucoup de commentaires plus saints que vous. Ce sont largement faux.
Les maquettes peuvent être très utiles pour essayer et vérifier les circuits de base. C'est exactement le genre de choses que les étudiants en EE devraient faire. Il y a cependant quelques problèmes:
Une autre possibilité est de placer un plan au sol sous votre zone de travail. Cela peut être aussi simple que de travailler sur un morceau de carton, avec du papier d'aluminium en dessous, attaché au filet de sol sur la planche à pain.
Gardez à l'esprit que certaines planches à pain, en particulier les moins chères, ont le bas des clips à ressort exposé en dessous. Ils seront à court de n'importe quelle chose conductrice sur laquelle ils sont assis. Dites à vos élèves de toujours mettre du ruban isolant sur les contacts nus au bas de ces planches à pain.
Notez également que cela importe plus pour les signaux analogiques que numériques. Il est peu probable qu'un cristal de 8 MHz à un microcontrôleur soit un problème, mais même un récepteur radio de 1 MHz va agir différemment sur une maquette.
Il existe également des cartes de transport disponibles dans les lieux de loisirs qui prennent des emballages de montage en surface courants et les amènent à une ligne de broches spécialement conçues pour être branchées sur des planches à pain. Il est logique d'en avoir un approvisionnement disponible dans votre laboratoire. Vous devriez certainement les avoir pour les packages SOT-23-3, SOT-23-6 et SOIC-14.
Dépannage
Ce que je fais habituellement pour déboguer les circuits de la maquette est de clipser un fil simple brin de calibre 24 sur chaque sonde de portée. Les clips de masse de la sonde vont à un fil court qui sort de la planche à pain avec une extrémité dénudée de ¾ de pouce. Cela permet de fixer deux clips de mise à la terre pour sonde.
Maintenant, il vous suffit de brancher les autres extrémités des fils de calibre 24 dans les pads de la planche à pain dont vous souhaitez voir le signal.
Ne soyez pas paresseux en retirant le clip d'une sonde d'oscilloscope et en branchant l'extrémité pointue de la sonde directement dans un trou de planche à pain. Tout d'abord, ces parties pointues sont généralement un peu trop épaisses pour une planche à pain. Mais la vraie raison est que tôt ou tard vous glisserez accidentellement votre main sur les sondes qui dépassent de la planche à pain. Cela détachera les extrémités pointues des pointes de sonde, endommagera la goupille de la planche à pain, ou les deux.
Sommaire
Les maquettes peuvent être utiles, même dans un cadre professionnel. Ce sont des outils que vos élèves devraient posséder, apprendre à prendre soin d'eux correctement et apprendre à utiliser lorsque les bonnes circonstances se présentent. Ils sont également parfaits pour en apprendre davantage sur les circuits et obtenir cette intuition très importante sur les circuits que vous n'obtenez pas dans les livres.
Vos élèves ont certainement besoin de comprendre la théorie et les mathématiques derrière l'électronique, mais ce n'est qu'une partie de l'EE. Lorsque j'interviewe des candidats EE, je dois bien sûr voir qu'ils connaissent la théorie. Cependant, la plupart de l'interview, je chercherai cette intuition électronique que seule l'expérimentation peut vous donner.
Les bons EE regardent un schéma et voient les tensions pousser et les courants circuler. Ils voient un transistor ou un ampli op ou un condensateur ou presque n'importe quelle partie par ce qu'il "signifie" dans un circuit, pas seulement comme quelques équations pour résoudre le courant à quatre décimales. La différence entre un véritable EE et quelqu'un qui ne fait que brancher des valeurs dans des équations est de pouvoir "connaître" les éléments constitutifs et avoir une intuition sur l'électronique d'une manière qui vous permet de proposer des topologies de circuits que vous n'avez jamais vues auparavant, pilotées uniquement par ce que le circuit doit faire. Cela demande de l'expérimentation, de voir comment la théorie et la pratique diffèrent, des heures à se demander pourquoi l'amplificateur simple qui a fière allure en théorie oscille en fait lorsque vous le construisez, etc.
Cela fait probablement environ 10 ans depuis la dernière fois que j'ai eu besoin d'expérimenter un circuit au point qu'il était logique d'utiliser une planche à pain, mais de telles choses surviennent de temps en temps. Je suis ingénieur électricien professionnel depuis 1980, et j'ai utilisé des planches à pain plus tôt dans ma carrière. Je pense que c'était parce qu'à l'époque la plupart des pièces étaient traversantes avec un pas de 0,1 ", le coût et le délai de fabrication des cartes PC étaient plus élevés, et les circuits étaient plus analogiques.
En y repensant, la dernière fois que j'ai utilisé une planche à pain pour de vrai, c'était dans le développement d'un circuit qui pouvait recevoir un signal ultrasonore en utilisant très peu de puissance de veille. Cela utilisait des transistors à des courants si faibles que la fiche technique ne donnait que peu d'indications sur ce à quoi s'attendre. J'avais besoin d'environ 2000 gains à 40 kHz. Finalement, je l'ai réduit à un courant de repos de 35 µA, mais pas sans expérimenter. Je suppose que la raison pour laquelle cela était approprié pour une maquette était qu'il s'agissait d'un circuit analogique qui n'avait pas de fréquences multi-MHz.
la source
Je sais que les assistants de recherche peuvent être une main-d'œuvre bon marché, mais compte tenu du prix des planches à pain: si cela est nécessaire, vous voudrez peut-être simplement investir dans des planches à pain de meilleure qualité ou tout simplement nouvelles.
Même en tant qu'élève de 13 ans, j'ai simplement jeté quelques planches à pain que j'ai achetées de mes petits revenus après avoir découvert qu'elles n'étaient tout simplement pas fabriquées avec suffisamment de précision pour assurer un contact fiable avec les composants DIP. Vos planches sont probablement beaucoup mieux que les miennes, à l'époque - il semble qu'elles aient au moins une base - mais elles ont peut-être été utilisées à quelques reprises en raison de leur utilisation dans un établissement d'enseignement.
Utilise ton imagination!
Il est impossible de dire ce qui ne va pas dans votre cas particulier - utilisez votre expérience EE pour exclure les choses, si c'est la route que vous souhaitez emprunter.
Maintenant, le laboratoire numérique peut ou non signifier que vous faites des trucs à grande vitesse - et les tables d'expérimentation sont, en raison de la forme de toutes les parties conductrices, particulièrement sujettes à produire des interférences ou des atténuations intéressantes.
comme une remarque personnelle:
J'ai fait et fais encore du prototypage, même sur des platines. Cependant, j'ai été frustré beaucoup par le passé, alors maintenant j'ai essentiellement une planche à pain (pas un modèle , un seul spécimen ) en laquelle j'ai confiance, et je ne l'utilise que pour brancher des PCB que j'ai commandés ou fabriqués avec 2.54 en-têtes de broches à pas de mm, et quelques câbles de démarrage pour alimenter les cartes, et peut-être des capuchons de découplage pour l'alimentation. Je peux compter sur le contact de ces quelques composants sélectionnés, par expérience.
J'ai été mordu par des contacts peu fiables, en particulier de résistances câblées, si souvent, que je me suis rendu compte à un moment donné que je pouvais soit déboguer un prototype qui pouvait ou non échouer en raison d'un problème avec ma conception ou d'un problème avec le contacts dans mon breadboard, simplement pas faire quoi que ce soit , même à distance complexe sur planche à pain. Si quelque chose est fait sur PCB, vous pouvez, tant que vous savez comment souder, exclure les mauvais contacts comme source d'erreur. Et c'est assez soulageant.
Concevoir mon propre PCB est en fait plus rapide que de comprendre comment construire un dispositif complexe à quatre transistors, par exemple, avec quelques diodes de polarisation et résistances en tant que conception de planche à pain rectangulaire. Et, s'il me reste suffisamment de travail dans la file d'attente pendant que j'attends des PCB, je peux commander des choses à bon marché quelque part en Chine. Pour les trucs privés et les petits PCB, un triplet de PCB est certainement moins cher que le coût d'une planche à pain de haute qualité divisé par les générations d'étudiants qui l'utiliseront.
Bien sûr, il est absolument vrai qu'enseigner aux élèves comment concevoir un schéma et la disposition d'un tableau peut être hors de portée du laboratoire que vous dirigez - ce pourrait être une chose intéressante à apprendre, néanmoins.
Comme je l'ai dit, je ne sais pas quel type de composants vous utilisez. Mais en supposant que ce sont plus de choses comme des transistors discrets et des portes logiques DIP (7400 types de choses de la famille), et peut-être une carte d'interface DSP / FPGA / microcontrôleur / PC pour se connecter à ceux-ci, peut-être qu'un terrain d'entente serait intéressant:
Il n'est pas très difficile de souder un transistor TO-92 ou un IC DIP14 et des en-têtes de broches sur un stripboard ou une perfboard. Les élèves pourraient toujours être en mesure d'expérimenter de manière interactive les circuits s'ils ont soudé eux-mêmes leurs circuits élémentaires et utilisent des câbles de connexion externes de bonne qualité (ne me lancez pas sur la qualité des câbles de connexion) pour les connecter, si la fréquence du signal le permet.
la source
Pour les circuits numériques, cet outil permet:
L'avantage de ceci est que si vous lisez la moitié de la tension d'alimentation sur le compteur, le problème est un circuit ouvert sur la broche. Parcourez simplement chaque broche de l'appareil et comparez-le à la valeur attendue du schéma. Ça va vite. Cette même technique fonctionne sur les cartes de circuits imprimés ordinaires pour trouver des circuits ouverts et des niveaux inattendus dans les pièces traversantes et SMT. Cette astuce est toujours utilisée dans les laboratoires qui disposent de nombreux équipements de test. Il est bon d'enseigner une approche systématique.
Un autre outil de l'ère des années 1980 est un clip DIP avec LED intégrées pour créer un analyseur de logique statique. Les clips DIP sans leds sont parfaits pour fixer des sondes.
la source
Pourquoi les utilisez-vous?
S'il s'agit d'un problème généralisé dans votre classe, il est peu probable qu'il s'agisse d'un problème de connecteur (à moins que toutes les tables d'expérimentation soient vraiment anciennes).
La deuxième raison fréquente à laquelle je peux penser est la fréquence trop élevée. Vérifiez la fréquence maximale recommandée pour votre planche à pain, mais elles ne sont généralement pas trop élevées.
J'espère que cela aide.
la source