Come utilizzare la Breadboard

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La Breadboard è utilizzata per realizzare montaggi di circuiti elettronici senza saldature. Semplice, ma allo stesso potente, essa permette veloci e sicure connessioni elettriche, tra i componenti elettronici. Vediamo assieme come è composta e come utilizzarla al meglio.

Chi si occupa di elettronica deve spesso sperimentare e realizzare circuiti elettrici. I componenti elettronici devono opportunamente essere collegati tra loro. Se il progetto è definitivo, ovviamente il progettista deve realizzare il prototipo  nel migliore dei modi, utilizzando la fotoincisione per realizzare il PCB ed effettuando ottime saldature. Ma se si tratta solo di connessioni sperimentali, da modificare frequentemente e da rettificare all’occorrenza, una struttura definitiva non è la più adatta.

Una buona alternativa è quella della basetta millefori, comoda nell’utilizzo e sicura nei collegamenti, in quanto prevede le saldature dei componenti sulle apposite piazzole di rame.

Ma esiste una soluzione ancor più valida, economica, semplice e professionale: la Breadboard. Si tratta di una basetta sperimentale che costituisce un mezzo molto comodo e potente per realizzare montaggi di circuiti e connessioni sicure, senza l’uso del saldatore. Il mercato offre una grande varietà di Breadboard e le dimensioni possono essere anche molto elevate.

Una Breadboard, per quanto grande o piccola essa sia, è composta da tanti fori, disposte su righe e colonne, e distanziate tra loro di 1/10 di pollice, ossia 2,54 cm, il passo dei circuiti integrati, per intenderci. I fori sono collegati tra loro a gruppi, attraverso delle mollette metalliche situate all’interno della basetta. Per comprendere pienamente lo schema base dei collegamenti è necessario conoscere la modalità di connessione tra i fori. Anzi, questo è un passo obbbligatorio per prevenire corto circuiti accidentali. Occorre, allo scopo, studiare la “mappa” di connessione interna, che solitamente si trova a corredo della Breadboard o, in alternativa, può essere recuperata su Internet.

Con la comprensione della mappa e dei collegamenti interni è possibile realizzare qualsiasi tipo di circuito, anche molto complesso. Le quattro file di fori laterali, due disposte su un lato e due sull’altro lato, servono solitamente per l’alimentazione elttrica del circuito. Sono caratterizzate da una colorazione di rosso e di blu ed il loro collegamento è continuo per tulla la lunghezza della basetta.

I fori centrali invece sono collegati a gruppi di cinque. La linea centrale di mezzeria divide la basetta in due parti fisiche. In questa maniera, un circuito integrato deve essere connesso “a cavallo” sulla basetta.

All’interno di ogni foro sono presenti delle mollette che possono “stringere” il reoforo del componente inserito. Il contatto elettrico è, in questo modo, molto sicuro. Il progettista, nell’inserire una resistenza o un condensatore, non deve applicare una grande forza, pena la distruzione della molletta.

Per collegare tra loro più componenti elettronici si usa la tecnica “a ponticelli”. Con del filo rigido, di circa mezzo millimetro di diametro, è possibile realizzare dei piccoli ponti con i quali connettere le varie parti del circuito. La disposizione va quindi studiata a tavolino per un minimo di organizzazione logistica del posizionamento dei vari componenti.

L’utilizzo della Breadboard permette la realizzazione ci circuiti semplici o complessi. La riuscita dipende dalla buona organizzazione dei collegamenti e dalla chiarezza delle connessioni.

A seconda della complessità e della spesa da affrontare, esistono sul mercato diverse tipologie di breadboard. Dalle più semplici, con pochi fori, alle più complesse, dotate di molti contatti, piste e caratterizzate da dimensioni maggiori, il progettista può sperimentare qualsiasi circuito elettrico, purchè non estremamente complesso.

Da un punto di vista della resistenza meccanica, la breadboard offre un buon supporto. I contatti a molla, infatti, sono molto robusti e permettono un attraversamento di corrente importante, anche pari a parecchi ampère. Ovviamente non è conveniente superare certi limiti, per il possibile surriscaldamento della plastica e la sua relativa fusione. La breadboard presenta alcuni svantaggi, specialmente nel campo delle alte frequenze. Infatti, la presenza di una considerevole capacità parassita e una componente induttiva tra le piste, ne limita le applicazioni. E’ buona norma creare applicazioni  su breadboard con frequenze di lavoro inferiori ai 10 MHz.

Oggi, il mercato dello sviluppo di prototipi, offre all’utente svariate soluzioni relative alle breadboard. Alcune delle quali sono fornite a corredo anche con sistemi di sviluppo. Un esempio, tra tutti, è fornito dal PLC Cubloc assieme al suo semplice ma potente sistema di sviluppo. La comoda breadboard onboard fornisce uno spazio prezioso per la sistemazione ed il cablaggio dei componenti elettronici. L’intero sistema e relativo progetto è dislocato interamente sulla scheda, con un ottimale sfruttamento dello spazio.

Tra le breadboard di ridotte dimensioni ricordiamo le Tiny Breadboard Brick, caratterizzate da misure realmente minuscole e da soli 25 fori. Esiste anche la versione leggeremente più grande, la Tiny Breadboard, utile per piccolissime realizzazioni elettroniche. Le basette piccole, a volte, risultano troppo leggere e scomode. Preferite quelle di dimensioni medie, più economiche ed affidabili.

Per quanto riguarda i cavetti da utilizzare per la realizzazione dei contatti, la soluzione preferibile è quella dell’acquisto dei set di ponticelli, già pronti, forniti in diversi colori e misure. Essi risultano abbastanza rigidi da permetterne l’agevole inserimento nei fori. Non costano molto e la loro scelta è preferibile ai cavetti realizzati con del normale filo di rame rigido. In ogni caso anche il normale doppino telefonico fornisce buoni risultati in fatto di flessibilità e rigidità.

E per i più esigenti?

Il mercato dell’elettronica mette a disposizione degli utenti più esigenti alcune schede, caratterizzate dalla stessa filosofia della Breadboard ma, che all’atto pratico, sono dei veri e propri sistemi di sviluppo. Una di queste è rappresentata dalla NI ELVIS, un superbo prodotto della National Instruments, che mette a disposizione dell’utente una miriade di funzioni. Si tratta in pratica di un vero e proprio laboratorio virtuale, ideale per imparare (o insegnare) i concetti che stanno alla base dell’elettronica. Oltre a disporre di un ampio spazio dove poter montare e cablare i propri componenti elettronici, NI ELVIS include tanti strumenti virtuali da laboratorio. Alcuni di essi sono un oscilloscopio, un tester digitale, un alimentatore variabile, un generatore di funzioni, un analizzatore di segnali e tanti altri. Si tratta, insomma, di un prodotto indispensabile, che non potrà mancare nel laboratorio reale di ogni progettista.

Pertanto, la simulazione è eseguita sia realmente che attraverso il simulatore SPICE, che offre tante tipologie di risultati anche all’utente più esigente. Il sistema di sviluppo è ideale per la didattica. Inoltre la scheda è collegabile al Personal Computer, attraverso l’interfaccia USB. Il software in dotazione include tanti strumenti e generatori, ideali per qualsiasi tipologia di applicazione e di esperimenti.

Esistono infinite soluzioni e prodotti, alcuni molto accattivanti. Ad esempio è disponibile la Teensy USB Development Board che, con la sua piedinatura per Breadboard, offre un piccolissimo sistema di sviluppo alla portata di tutti.

Molto simpatiche ed utili risultano inoltre le schede di alimentazione create appositamente per le BreadBoard. Si tratta di minuscoli kit, che attingono l’alimentazione dalla porta USB del PC e si possono innestare facilmente e direttamente sulle schede di sviluppo tramite appositi pin. Sono protette attraverso un fusibile.

Esistono, ovviamente, altre soluzioni professionali. Un ulteriore esempio, tra tanti, è fornito dai prodotti per lo sviluppo di applicazioni della Flite Electronics International Limited. L’azienda produce schede di sviluppo semplici o complesse per qualsiasi esigenza. Le più performanti sono dotate di alimentazione autonoma, BreadBoard con più di 2000 fori, generatori di funzioni, indicatori logici, display a 7 segmenti, altoparlanti e tanti altri utili accessori.

 

Consigli:

  • non alimentare la breadboard con tensioni di 230 Volt. Trattandosi di fili e connessioni volanti, il perciolo è sempre in agguato;
  • non utilizzare cavi e fili di spessore superiore, si potrebbero rovinare la mollette della breadboard;
  • non accavallare i fili, specialmente se scoperti. Tale operazione potrebbe incidere negativamente sull’estetica e la chiarezza del circuito.

Per chi voglia cimentarsi nell’esplorazione delle applicazioni su breadboard è disponibile, online, un simulatore. Con esso è possibile alloggiare i componenti sulla piastra. La simulazione si effettua selezionando i diversi segnali di ingresso disponibili all’interno del programma. Si tratta di un applet Java, realizzato dallo staff e dagli studenti del dipartimento della scienza del compueter dell’università di York. Il simulatore è disponibile all’indirizzo  http://www.cs.york.ac.uk/jbb

 

GDM

 

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