電子面包板最佳技術(shù)指南

什么是面包板？

在學(xué)習(xí)如何構(gòu)建電路時(shí)，面包板是最基本的部件之一。面包板上有許多小插孔，是專門為電子電路的無焊實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)制造的。面包板由塑料塊組成，其中包含一個(gè)大小適合夾住細(xì)連接線、元件線或晶體管和集成電路 (IC) 引腳的電插座矩陣。插座在板內(nèi)連接，通常成排五個(gè)插座。由于各種電子元件可根據(jù)需要隨意插拔，免去焊接，節(jié)省電路組裝時(shí)間，元件可重復(fù)使用，非常適合電子電路的組裝、調(diào)試和培訓(xùn)。

什么是面包板？

本指南涵蓋的主題

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為什么面包板被稱為面包板？

面包板的名稱可以追溯到真空管電路時(shí)代。當(dāng)時(shí)，大部分電路元件尺寸都很大。人們通常將它們固定在用于切割面包的木板上用螺釘和釘子連接。后來電路元件越來越小，但面包板的名稱仍然沿用。今天最常用的面包板通常由白色塑料制成，是一種可插拔（無焊）面包板。它是由 Ronald J. Portugal 于 1971 年設(shè)計(jì)的。
它是一個(gè)驗(yàn)證想法的過程通過創(chuàng)建初始模型。如果您不確定電路在給定參數(shù)設(shè)置下如何正常反應(yīng)，最好構(gòu)建一個(gè)原型來測(cè)試它。對(duì)于那些不熟悉電子電路的人來說，面包板是一個(gè)好的開始。面包板的優(yōu)勢(shì)在于它可以同時(shí)容納最簡(jiǎn)單和最復(fù)雜的電路。如果你的電路不能被目前的面包板容納，你可以拼接其他電路板，以適應(yīng)所有不同尺寸和復(fù)雜度的電路。例如集成電路（IC）。當(dāng)您試圖掌握一個(gè)模塊的工作原理并需要多次重新布線時(shí)，您當(dāng)然不想每次都焊接電路接口。一旦發(fā)現(xiàn)問題，就可以拆開各個(gè)部件，為一些故障排除做準(zhǔn)備。

面包板是什么樣子的？

面包板的形狀多為長(zhǎng)方體，大小不一。面包板一般有兩層，上面是格子狀，上面貼有雙面膠帶（可以撕開把面包板固定在某個(gè)位置）。面包板的上層是由行和列組成的網(wǎng)格，行與行之間不導(dǎo)電。
整板由熱固性酚醛樹脂制成，板底有金屬條。在板子上的相應(yīng)位置打孔，使元件插入板子時(shí)與金屬條接觸，從而達(dá)到導(dǎo)電的目的。一般每5個(gè)孔板用金屬條連接。板子兩側(cè)有兩排垂直插孔，也是一組5個(gè)。這兩組插孔是用來給板上的元器件供電的。

面包板布局示例

一些面包板在左右兩側(cè)有兩列。這兩個(gè)柱子習(xí)慣上作為電源的正負(fù)極（不一定是這樣，看你自己的使用習(xí)慣和電路需要）。兩列中同一列的五個(gè)格子各為一組，是導(dǎo)電的。但列之間沒有傳導(dǎo)。然后在中間部分，每五列網(wǎng)格組成一組，該組中的五個(gè)網(wǎng)格是導(dǎo)電的。板子中央一般有一個(gè)凹槽，是為集成電路（IC）和芯片測(cè)試的需要而設(shè)計(jì)的，用來分隔板子的左右部分。有些面包板由于尺寸的原因沒有左右兩列，但其他結(jié)構(gòu)相同。
主板采用玻璃纖維板和銅箔導(dǎo)電層，用于固定無焊面包板和引出電源端子。
不同的面包板在結(jié)構(gòu)上可能略有不同，但基本相同。

集成電路和直插

面包板的一個(gè)獨(dú)特功能是：集成電路 (IC)和雙列直插式封裝 (DIP)

雙列直插（DIP）芯片：MA2053

你看到面包板中間的小縫隙了嗎？造成這種差距是有原因的，集成電路的使用。幾乎每個(gè)電子設(shè)備中都有 IC。它們運(yùn)行電機(jī)、調(diào)節(jié)電壓、充當(dāng)定時(shí)器、執(zhí)行邏輯任務(wù)，并執(zhí)行您需要執(zhí)行的幾乎所有操作。
IC 可以有不同數(shù)量的引腳、尺寸和功能。然而，許多 IC 都適用于稱為雙列直插式封裝 (DIP) 的標(biāo)準(zhǔn)，這意味著它們都共享一組寬度。正如您猜測(cè)的那樣，寬度適合面包板中間的間隙。這樣可以更輕松地使用 IC，而不必?fù)?dān)心將錯(cuò)誤的引腳連接在一起。面包板上的孔在 X 和 Y 方向上均相距 0.1 英寸（2.54 毫米），這是用于相鄰 DIP IC 引線以及許多其他組件（如接頭）的間距。

面包板上的 IC 和 DIP 示例

如何使用面包板？

您可以使用面包板在電阻器、LED、電容器等組件之間建立快速電氣連接，以便您可以在將電路永久焊接在一起之前對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。無需焊接和人工接線，只需將元件插入孔中即可測(cè)試電路和元件，使用方便。使用前先確定哪個(gè)元件的引腳應(yīng)該連接在一起，然后將它們插入同一組5個(gè)小孔中。

示例：LED 照明
1）材料
一塊面包板，幾根連接線（連接線兩端應(yīng)使用針狀線），一個(gè) LED 燈，一個(gè) 3V 紐扣電池。
2）首先，將電池放入電池座（這個(gè)可以在網(wǎng)上買到），并插入面包板。然后，將電池座插入面包板的左右部分。零件之間用凹槽隔開，避免電源正負(fù)極短路）。

3）從電池的正負(fù)極引出兩根線，然后將LED插入面包板上任意兩個(gè)不導(dǎo)電的柵極（LED長(zhǎng)腳為正極，短腳為負(fù)極），最后將電池正極和負(fù)極的電線連接到兩個(gè) LED 段。

面包板的類型

1）無焊面包板
無焊面包板是一種不作為底座的主板，沒有焊接電源插座可以引出，但可以擴(kuò)展單個(gè)面包板。將電源的兩極連接到面包板兩側(cè)的插座上，然后就可以插上元件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（插元件過程中要斷開電源）。當(dāng)超過5個(gè)組件或一組插孔無法插入時(shí)，需要使用面包板電纜連接多組插孔。
無焊面包板的優(yōu)點(diǎn)是體積小，便于攜帶，但缺點(diǎn)是比較簡(jiǎn)單，電源連接不方便，占地面積小。不適用于大規(guī)模電路實(shí)驗(yàn)。如果要用于大規(guī)模電路實(shí)驗(yàn)，需要用螺絲將多個(gè)面包板固定在一塊大木板上，然后用電線連接起來。

2) 單面包板
單面包板是以主板為底座和電源接入專用端子的部件，甚至一些可以進(jìn)行高壓實(shí)驗(yàn)的面包板也包括接地端子。這種板子用起來比較方便，就是直接把電源接到端子上，然后插上元器件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（插元器件的過程中要斷開電源）當(dāng)超過5個(gè)元器件或一組插孔無法插入，需要使用面包板線連接多組插孔。
單個(gè)面包板的優(yōu)點(diǎn)是體積小，攜帶方便，可以方便的開關(guān)電源，但面積小，不適合大規(guī)模電路實(shí)驗(yàn)。

3）復(fù)合面包板
復(fù)合面包板是由許多無焊面包板組成的板。一般在主板上固定2-4塊無焊面包板，然后將每塊板的電源線與主板中的銅箔連接在一起。這種面包板還專門針對(duì)不同的電路單元來控制電源，讓每塊板子可以根據(jù)需要承載不同的電壓。復(fù)合面包板的使用與單面包板相同。
復(fù)合面包板的優(yōu)點(diǎn)是可以方便地開關(guān)電源，可以進(jìn)行大面積實(shí)驗(yàn)，移動(dòng)性強(qiáng)，用途廣泛。但是，它體積大，攜帶重，適合實(shí)驗(yàn)室和電子愛好者使用。

面包板布線的基本原理

在面包板上完成電路重疊，不同的人有不同的風(fēng)格。但是，無論是哪種風(fēng)格或習(xí)慣，在完成電路重疊時(shí)都必須注意以下基本原則：
1. 連接點(diǎn)越少越好。
每個(gè)額外的連接點(diǎn)實(shí)際上人為地增加了失敗的可能性。常見的故障有面包板孔不通、線路松動(dòng)、內(nèi)部斷線等。
2. 盡量避免天橋。
所謂“立交橋”是指元件或電線搭在其他元件或電線上。初學(xué)者很容易犯這樣的錯(cuò)誤。會(huì)給后期更換元件帶來麻煩。另一方面，一旦發(fā)生故障，凌亂的電線很容易讓人失去信心。
3. 盡量做到可靠。
有兩種現(xiàn)象需要注意：
①面包板集成電路容易松動(dòng)。因此，對(duì)于運(yùn)算放大器等集成電路，需要用力下壓。一旦不可靠，就需要改變位置。
② 面包板上部分元件的引腳太細(xì)，請(qǐng)小心移動(dòng)。如果您發(fā)現(xiàn)它們不安全，則需要更改位置。

電子面包板

面包板初學(xué)者使用技巧

1. 安裝分立元件時(shí)，應(yīng)易于看到其極性和標(biāo)志。放置元件引腳后，在需要的地方彎曲它們。為了防止裸露的引線短路，必須使用帶套管的導(dǎo)線，一般不剪元件引腳，以方便重復(fù)使用。一般不要插入插針直徑>0.8mm的元件，以免損壞插座內(nèi)部接觸片的彈性。
2、使用過多次的集成電路的管腳一定要修整整齊，管腳不能彎曲，所有管腳要稍微向外歪斜，使引線角和插孔可靠接觸。面包板上元件的排列應(yīng)根據(jù)電路圖確定，以方便接線。為了能夠正確走線，方便檢查線材，所有IC的插入方向必須保持一致，不能倒置，以方便臨時(shí)布線或縮短線材長(zhǎng)度。
3、根據(jù)信號(hào)流的先后順序，采用安裝調(diào)試的方法。組件安裝好后，首先連接電源線和地線。為了方便查看線路，盡量使用不同顏色的線路。比如正極電源一般用紅色線，負(fù)極電源用藍(lán)色，地線用黑色，信號(hào)線用黃色。也可根據(jù)實(shí)際情況選擇其他顏色。
4.面包板應(yīng)使用直徑約0.6mm的單股線。根據(jù)電線的距離和插孔的長(zhǎng)度切割電線。線端需剪成45o，線端剝皮長(zhǎng)度約6mm。要求所有電線都插入底板，以保證接觸良好。另外，裸線不要暴露在外，防止與其他電線斷開。
5、連接處要求與面包板緊密貼合，避免面包板碰撞彈出，導(dǎo)致接觸不良。走線必須繞過集成電路，不允許跨越集成電路，走線不能相互重疊，盡量做到水平和垂直。這有利于線路的接線和檢查，以及元件的更換。
6. 最好在每個(gè)電源的輸入端與地之間并聯(lián)一個(gè)容量為幾十微法的電容器，以減少瞬變時(shí)電流的影響。為抑制電源中的高頻成分，應(yīng)在電容兩端并聯(lián)一個(gè)高頻去耦電容，一般為0.01~0.047Uf。
7、接線過程中，需要將各種元器件放置在面包板上的相應(yīng)位置，并在電路圖上標(biāo)出使用的引腳編號(hào)，以保證調(diào)試和故障排除的順利進(jìn)行。
8. 所有地線必須連接在一起，形成一個(gè)共同的參考點(diǎn)。

面包板的維護(hù)

使用面包板比使用焊接方法更方便，易于更換電線和元件，并且可以多次使用。但是，面包板在日常使用過程中應(yīng)該得到維護(hù)。面包板在多次使用中，彈簧片會(huì)變松，彈性變差，容易造成接觸不良和虛焊。他們很難找到。
使用過多次的面包板應(yīng)從背面揭開，將彈性較差的彈簧片取出，修復(fù)后再插入原位。這樣可以增強(qiáng)彈性，增加面包板的可靠性和使用壽命。此外，還要注意面包板的使用位置。大體積、高質(zhì)量或大功率的元件無法插入面包板，因?yàn)槊姘宓牟蹇缀苄?，而且此類大元件的引線相對(duì)較粗。此時(shí)，元件只能放置在板外。使用單股硬線焊接到引線上，然后將其插入面包板。
面包板不適合高頻電路，因?yàn)槊姘宓囊€電感和分布電容比較大，對(duì)高頻電路的性能影響很大。面包板適用于集成電路，尤其是數(shù)字集成電路，因?yàn)閿?shù)字集成電路通常工作頻率低，功耗低，使用的RC元件較少。分立元件電路使用面包板比較困難，尤其是高頻大功率的電路。

哪種面包板最好？

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面包板上的孔叫什么？

面包板設(shè)計(jì)用于與通孔電子元件配合使用。他們安排在一個(gè)0.1"網(wǎng)格許多微小的插座（稱為“洞”）。大多數(shù)組件的引線可以直接推入孔中。芯片插入穿過中間的間隙與他們的缺口或點(diǎn)到左邊。
在孔最上面的軌道用橙色突出顯示，最下面一個(gè)的孔用綠色突出顯示。在電路板的中央?yún)^(qū)域是電連接的五個(gè)孔的垂直線。這五個(gè)孔的線稱為節(jié)點(diǎn).

是否需要面包板？

盡管面包板對(duì)于原型電路至關(guān)重要，而無需將它們焊接在一起，并且當(dāng)您驗(yàn)證電路工作時(shí)，您可以將其焊接到穿孔板上。但請(qǐng)注意，面包板從來都不是必需的。正確研磨和構(gòu)造的面板在正常條件下通常應(yīng)保持平坦，因此我添加面包板末端的唯一時(shí)間是我認(rèn)為設(shè)計(jì)在視覺上受益。
此外，高頻（10MHz 以上） 額外的面包板電容會(huì)出現(xiàn)問題（振蕩器等） 由于接線不良而導(dǎo)致故障的地方會(huì)導(dǎo)致操作不佳。大多數(shù)零件不是通孔 0.1" (2.54mm) 中心。

面包板可以承受多少電壓？

面包板主要用于低電壓和電流應(yīng)用，但是，面包板可以處理 12 伏電壓。面包板由不同的制造商制造，因此它們可以處理的電壓取決于它們的構(gòu)造方式。

面包板中的電流如何流動(dòng)？

面包板的垂直列稱為端子，而水平長(zhǎng)行稱為電源軌，因?yàn)樗鼈冎饕糜趯㈦娫催B接到面包板。正軌用紅線表示，而負(fù)軌用黑線表示。這意味著我們的電流由移動(dòng)電荷組成，從電池的正極流出，通過電線進(jìn)入面包板電源總線。然后它從黑線流出并進(jìn)入第二個(gè)電源總線，通過電源總線并返回到電池的負(fù)極。

面包板可以承受多少安培？

由于觸點(diǎn)的臨時(shí)性質(zhì)，大多數(shù)面包板的電流限制為 1 安培或更少。由于觸點(diǎn)的性質(zhì)，面包板通常無法處理大于 10 兆赫的頻率，這會(huì)為每個(gè)連接產(chǎn)生大約 2 到 20 皮法 (pF) 的雜散電容。