Πλακέτα διασύνδεσης χωρίς κολλήσεις

Αντιστοιχεία με τυπωμένο κύκλωμα

Πλακέτα διασύνδεσης χωρίς κόλληση 400 επαφών

Η αντίστοιχη πλακέτα γενικής χρήσης με 400 επαφές με απόσταση ανάμεσα στις τρύπες 2,54 χιλ. (0,1 ίντσες)

Μία πλακέτα διασύνδεσης χωρίς κολλήσεις ή ράστερ ή πλακέτα δοκιμών ή πλακέτα γενικών συνδέσεων^[1] (αγγλικά: solderless breadboard) είναι μια βάση πάνω στην οποία προσαρμόζονται (συνήθως) προσωρινά ηλεκτρονικά εξαρτήματα ώστε να δοκιμαστεί ένα πρωτότυπο (μοντέλο) ηλεκτρονικό κύκλωμα. Η τοποθέτηση των εξαρτημάτων, δεν χρειάζεται κόλληση, είναι προσωρινή και έτσι τόσο τα εξαρτήματα όσο και το breadboard μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν.^[2]^[3] Γιαυτό το λόγο χρησιμοποιείται πολύ στην τεχνολογική εκπαίδευση και στην έρευνα. Μπορούν να μοντελοποιηθούν ποικίλα ηλεκτρονικά κυκλώματα αναλογικά ή ψηφιακά, μικρά ή ακόμα και μεγάλα αν συνδυαστούν πολλά breadboard. Μπορεί να υλοποιηθεί ακόμα και μία κανονική Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας, χωρίς βέβαια πρακτική, παρά μόνο εκπαιδευτική αξία.^[4]^[5]^[6]^[7]

Ιστορία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Οι πλακέτες διασύνδεσης χωρίς κόλληση, που χρησημοποιούνται σήμερα είναι από πλαστικό, συνήθως λευκού χρώματος, όπου οι επαφές (στις τρύπες) συνδέονται ηλεκτρικά με μεταλλικά ελάσματα που υπάρχουν κάτω από την επιφάνεια της πλακέτας. Σχεδιάστηκε από τον Ronald J. Portugal το 1971.^[8]

Πριν από τη δεκαετία του 1970, η υλοποίηση ενός πειραματικού ηλεκτρονικού κυκλώματος γινόταν πάνω σε πλακέτα με κάθετες ακίδες, όπου τυλίγονταν οι ακροδέκτες τον εξαρτημάτων και των καλωδίων. Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται ακόμα και σήμερα, με χειροκίνητα ή ηλεκτροκίνητα εργαλεία.^[3]

Χρήση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Πολύ εύκολα μπορεί να πραγματοποιηθεί ένα κύκλωμα για πειραματική και προσωρινή χρήση. Μπορούν γρήγορα να προστεθούν, να αφαιρεθούν και να αλλάξουν εξαρτήματα και καλωδιώσεις χωρίς την παραμικρή κόλληση. Με αυτόν τον τρόπο μπορούν να δοκιμαστούν κυκλώματα κάτω από διαφορετικές παραμέτρους. Στην περίπτωση που ένα κύκλωμα μεγαλώσει αρκετά για να υποστηριχθεί από μία πλακέτα μπορούν να χρησιμοποιηθούν περισσότερες, οι οποίες θα συνδέονται μεταξύ τους με καλωδιώσεις.^[3]^[1]^[9]

Μία άλλη συνηθισμένη χρήση είναι η δοκιμή κάποιου ηλεκτρονικού εξαρτήματος, όπως ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος, γρήγορα και εύκολα, χωρίς να χρειάζονται κολλήσεις.^[3]

Τεχνική περιγραφή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κύριο σώμα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η πλακέτα είναι κατασκευασμένη από σκληρό, άκαμπτο πλαστικό σε ορθογώνιο σχήμα σχηματίζοντας ένα πίνακα από οπές όπου τοποθετούνται οι ακροδέκτες των εξαρτημάτων και των καλωδίων. Οι οπές απέχουν μεταξύ τους 2,54 χιλ. (0,1 ιντσες). Υπάρχει οριζόντια (a, b, c, ...) και κάθετη (1, ..., 5, ..., 10, ...) σήμανση στον πίνακα των οπών, ώστε να προσδιορίζεται η θέση (π.χ. θέση οπής [c, 11]), για καταγραφή σημειώσεων. Οι οπές είναι συνήθως ομαδοποιημένες σε οριζόντιες πεντάδες, που είναι ηλεκτρικά συνδεδεμένες μεταξύ τους. Κάτω και κατά μήκος από την κάθε πεντάδα υπάρχει μεταλλικό μικρό έλασμα κοινό και για τις πέντε οπές, που συγκρατεί και κάνει ηλεκτρική επαφή με τους ακροδέκτες που τοποθετούνται. Με αυτόν τον τρόπο, οι ακροδέκτες που τοποθετούνται στην ίδια πεντάδα κάνουν ηλεκτρική επαφή μεταξύ τους, σαν να ήταν συνδεδεμένοι με κόλληση. Μόνο πέντε ακροδέκτες μπορούν να είναι συνδεδεμένοι μεταξύ τους. Στην περίπτωση που πρέπει να συνδεθούν περισσότεροι τοποθετούνται σε μία ή περισσότερες πεντάδες οι οποίες συνδέονται ηλεκτρικά με σύρμα (jump wire ή jumper).^[2]^[3]^[10]^[1]^[9]^[11]

Η πλακέτα χωρίζεται στη μέση από ένα αυλάκι, έτσι ώστε από την κάθε μεριά και κάθετα στο αυλάκι να είναι οι σειρές των πεντάδων. Το πλάτος που έχει το αυλάκι είναι τόσο όσο χρειάζεται για να τοποθετηθεί στην πλακέτα ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα, έτσι ώστε κάθε σειρά από τις ακίδες του να βρίσκεται σε διαφορετική πλευρά της πλακέτας. Δεδομένου ότι κάθε ακίδα του ολοκληρωμένου συνδέεται με μία πεντάδα, παρέχεται η ευκολία της σύνδεσης τεσσάρων ακροδεκτών ή καλωδίων στην κάθε μία.^[2]^[3]^[1]^[9]^[11]

Ράγες τροφοδοσίας[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κατά μήκος των δύο κάθετων πλευρών της πλακέτας υπάρχουν δύο σειρές (σε κάθε πλευρά) με κάθετες πεντάδες οπών, που έχουν ιδιαίτερη σημασία. Οι πεντάδες στην κάθε σειρά είναι ηλεκτρικά συνδεδεμένες μεταξύ τους με κοινό έλασμα σε όλο το μήκος τους. Αυτές οι σειρές προορίζονται για την σύνδεση της ηλεκτρικής πηγής, γιαυτό το λόγο και λέγονται «ράγες τροφοδοσίας». Πάνω στην πλακέτα υπάρχει, σήμανση «+» και κόκκινη γραμμή για τον θετικό πόλο, όπως «-» και μπλε γραμμή για τον αρνητικό πόλο (γείωση). Ο λόγος που υπάρχει η παροχή του ηλεκτρικού ρεύματος και στις δύο κάθετες πλευρές είναι για να είναι δυνατή η παροχή ρεύματος σε κάθε πλευρά με μικρού μήκους καλώδιο, διευκολύνοντας τον οπτικό έλεγχο του κυκλώματος.^[12]^[9]

Σε κάποιες μεγαλύτερες πλακέτες, οι ράγες τροφοδοσίας μπορεί να χωρίζονται στη μέση και τα δύο τμήματα να μην είναι ηλεκτρικά συνδεδεμένα. Αυτό δίνει την δυνατότητα για χρήση, στην κάθε ομάδα, τροφοδοσία με διαφορετική τάση (π.χ.3V και 5V) αν αυτό χρειάζεται.^[3]

Όλα τα προηγούμενα παρέχουν μία τάξη στην χρησιμοποίηση της πλακέτας. Μπορεί όμως να χρησιμοποιηθεί και με διάφορες τροποποιήσεις που βοηθούν σε κάθε συγκεκριμένη περίπτωση. Για παράδειγμα οι ράγες τροφοδοσίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μεταφορά σήματος κατά μήκος της πλακέτας σε ψηφιακά κυκλώματα.^[13]

Τεχνικές προδιαγραφές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Οι συνήθεις τεχνικές προδιαγραφές μιας τυπικής πλακέτας διασύνδεσης χωρίς κόλληση είναι:^[13]

Διάμετρος οπών: 2.54 χιλ. (0,1 ίντσες)
Θερμοκρασία παραμόρφωσης: 84 C (183 F), για πλαστικό ABS.
Διάρκεια ζωής επαφών: 50.000 εισαγωγές ακροδεκτών
Τροφοδοσία: μέχρι 36 Volts, 2 Amps
Διάμετρος εισαγόμενων ακροδεκτών: 21 to 26 AWG, 0.4 - 0.7 χιλ. (0.016 - 0.028 ίντσες)
Πίσω πλευρά: φέρουν αυτοκόλλητο

Μειονεκτήματα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα πολύπλοκα κυκλώματα λόγω της μεγάλης καλωδίωσης ελέγχονται δύσκολα. Λόγω της ευκολίας με την οποία προστίθενται και αφαιρούνται εξαρτήματα και καλώδια, είναι πιθανό να αποσυνδεθεί από λάθος κάποια επαφή και το κύκλωμα να μην λειτουργεί όπως θα έπρεπε. Σε αυτές τις περιπτώσεις μια καλή τακτική είναι τα πολύπλοκα κυκλώματα να διαιρούνται σε απλούστερα και σε πολλές πλακέτες. Ακόμα θα μπορούσε αφού ελεγχθεί ένα μέρος του πολύπλοκου κυκλώματος να υλοποιηθεί σε κανονική πλακέτα με μόνιμες κολλήσεις. Είναι πιθανό ένα κύκλωμα με χιλιάδες επαφές να γίνει αναξιόπιστο λόγω της αυξημένης αντίστασης των επαφών.

Συλλογή φωτογραφιών[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Πριν την δεκαετία 1970. Κύκλωμα με περιτύλιξη σε ακίδες πλακέτας.
Οι αποστάσεις στις οπές των επαφών επιτρέπουν την προσαρμογή συνηθισμένων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων
Ένα μικρό κύκλωμα
Ρυθμιστές τάσης
Ένας υπολογιστής βασισμένος στον επεξεργαστή Intel 8088 πάνω σε συνδιαζόμενες πλακέτες
Ένας υπολογιστής που διαθέτει επεξεργαστή Motorola 68000

Τομή που δείχνει την κατασκευή της πλακέτας κάτω από την επιφάνεια. Διακρίνονται τα μεταλλικά ελάσματα που κάνουν επαφή με τους ακροδέκτες των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και επιτρέπουν την αγωγιμότητα κατά μήκος των σειρών.