Breadboard là gì và bạn sử dụng nó như thế nào?

Breadboard là bánh mì và bơ của thiết bị điện tử DIY. Bảng mạch điện cho phép người mới bắt đầu làm quen với mạch điện mà không cần hàn, và ngay cả những người mày mò dày dạn kinh nghiệm cũng sử dụng bảng mạch bánh mì làm điểm khởi đầu cho các dự án quy mô lớn.

Nhưng nếu bạn đang bước những bước đầu tiên trong thế giới vi điều khiển, bạn có thể tự hỏi “làm thế nào để một breadboard hoạt động ngay từ đầu?” Hãy xem breadboard thực sự là gì, nó đến từ đâu và bạn có thể sử dụng chúng như thế nào.

Breadboard là gì?

Bảng mạch là một thiết bị đơn giản được thiết kế để cho phép bạn tạo mạch mà không cần hàn. Chúng có nhiều kích cỡ khác nhau và thiết kế có thể khác nhau, nhưng theo nguyên tắc chung, chúng trông giống như sau:

Nếu bạn chưa bao giờ nhìn thấy mạch breadboard trước đây, bạn có thể tự hỏi làm thế nào để biết lỗ nào có tác dụng gì. Sẽ dễ dàng hơn một chút để hiểu những gì đang xảy ra khi bạn nhìn thấy một cái nhìn từ phía dưới.

Nhìn nó từ góc độ này giúp bạn dễ dàng hiểu những gì đang diễn ra hơn. Hai đoạn dây lớn hơn ở mỗi bên thường được sử dụng để kết nối nguồn điện với bảng. Chúng thường được gọi là đường ray điện.

Các đoạn dây nhỏ hơn khác chạy vuông góc trên toàn bộ bảng được sử dụng để các thành phần trong mạch của bạn. Sơ đồ này sẽ giúp hình dung mô hình này từ trên xuống.

Các thanh ray điện chạy ngang thành hai hàng trên cùng và dưới cùng. Trong khi đó, các cột dọc chạy vào trong khi bạn di chuyển dọc theo bảng.

Nếu bạn kéo bất kỳ một trong những mảnh kim loại này ra, bạn sẽ thấy mục đích của chúng. Chúng được thiết kế để bám vào chân của bất kỳ thành phần nào được đẩy qua các lỗ trên breadboard. Điều này cho phép bạn kiểm tra mạch mà không phải lo lắng về việc hàn hoặc tiếp xúc tốt với bo mạch.

Theo nguyên tắc chung, đây là cách hoạt động của tất cả các breadboard, mặc dù chúng có thể có nhiều kích cỡ khác nhau. Một số bảng mạch có các trụ ràng buộc để gắn vào nguồn điện, nhưng bạn có thể sử dụng tốt nếu không có chúng. Bạn có thể xem chúng trông như thế nào trên trang Wikipedia cho các bài viết ràng buộc. Ngoài ra, hầu hết các breadboard đều được thiết kế để kẹp lại với nhau, trong trường hợp bạn cần nhiều chỗ cho một dự án lớn!

Mạch tích hợp (IC) và Gói nội tuyến kép (DIP)

Trước khi chúng ta tiếp tục, có một tính năng đáng chú ý khác của breadboard cần biết. Bạn có thấy khoảng trống nhỏ ở giữa breadboard không? Khoảng cách đó là có lý do. Mạch tích hợp!

Mạch tích hợp (IC) có trong hầu hết mọi thiết bị điện tử. Chúng chạy động cơ, điều chỉnh điện áp, hoạt động như bộ hẹn giờ, thực hiện các tác vụ logic và làm bất cứ điều gì bạn cần.

IC có thể có nhiều chân, kích cỡ và chức năng khác nhau. Tuy nhiên, nhiều IC tuân thủ một tiêu chuẩn được gọi là gói nội tuyến kép (DIP), có nghĩa là tất cả chúng đều có chung một độ rộng đã đặt. Chiều rộng đó – bạn đoán nó – chính xác là kích thước phù hợp để vừa với khoảng trống ở giữa breadboard. Điều này giúp bạn làm việc với IC dễ dàng hơn nhiều mà không cần lo lắng về việc vô tình kết nối sai các chân với nhau.

Ngày nay Breadboards được sử dụng như thế nào?

Trong những năm gần đây, hầu hết tất cả các thiết bị điện tử cấp thấp đều liên quan đến việc sử dụng Arduino hoặc Raspberry Pi. Mặc dù có nhiều thứ bạn có thể làm với Raspberry Pi mà không cần đến các thành phần bên ngoài, nhưng mọi thứ sẽ trở nên thú vị khi bạn sử dụng vi điều khiển với các mạch tự làm.

Các Chớp mắt sketch cho Arduino, thường là điều đầu tiên người mới bắt đầu làm, có thể được sửa đổi để sử dụng kết hợp đèn LED và điện trở thực tế trên bảng mạch. Nếu bạn đang tìm kiếm các ý tưởng khác, chúng tôi đã tổng hợp danh sách các dự án Raspberry Pi tốt nhất cho người mới bắt đầu.

Sử dụng những gì chúng ta đã biết, chúng ta có thể thấy rằng dây từ chốt 2 của Arduino đi vào đường dây điện, trước khi được bắc cầu vào chân dương của đèn LED. Một điện trở đi thẳng hàng với chân âm và đầu kia của điện trở đi vào mặt đất của đường dây điện, trước khi quay trở lại GND chân của Arduino.

Nếu bạn muốn tự mình thử điều này, hãy xem mã cho bản phác thảo nhấp nháy đã sửa đổi trên Paste Bin.

Pin nguồn

Đối với các dự án đơn giản như thế này, thanh nguồn không phải lúc nào cũng được sử dụng, nhưng nếu bạn cần sử dụng nhiều thành phần đều cần nguồn, bạn có thể cung cấp nguồn từ chân nguồn của Arduino hoặc Raspberry Pi.

Hình trên cho thấy một servo, yêu cầu nguồn cũng như hướng dẫn từ Arduino. Chúng tôi chạy cáp từ 5V và GND chân của Arduino vào bộ thanh ray nguồn trên cùng. Sau đó, chúng tôi thu hẹp khoảng trống ở đầu kia để cung cấp điện cho các thanh ray phía dưới và sử dụng các đoạn dây nhỏ để cung cấp điện cho VCC và GND dây của servo.

Kỹ thuật bắc cầu cho đường dây điện này là một phương pháp hay để thực hiện, vì nó sẽ đảm bảo các thành phần của bạn luôn có quyền truy cập vào nguồn điện bất kể chúng ở đâu trên bảng mạch. Để có dự án chuyên sâu hơn một chút bằng cách sử dụng Arduino, đèn LED và bảng mạch, hãy xem hướng dẫn Bộ điều khiển đèn giao thông của chúng tôi trên YouTube.

Bạn sử dụng breadboard theo cùng một cách cho các dự án điện tử nghiệp dư độc lập như cách bạn làm cho các bản dựng Raspberry Pi. Để có ví dụ về một dự án breadboard điện tử tuyệt vời sử dụng nhiều thành phần, mã đơn giản và một kết quả thú vị, hãy xem hướng dẫn dành cho người mới bắt đầu của chúng tôi về cách tạo breadboard cho Raspberry Pi với Trò chơi Simon.

Điều gì xảy ra nếu bạn không có Breadboard?

Nếu bạn không có breadboard, bạn vẫn có thể tạo ra các mạch đơn giản, nhưng nó kém tiện lợi hơn một chút.

Một phương pháp là sử dụng một biến thể của cấu trúc điểm-điểm, bao gồm hàn các bộ phận trực tiếp với nhau hoặc quấn dây xung quanh mỗi chân bộ phận để nối chúng. Tuy nhiên, phương pháp này cực kỳ khó sử dụng và nếu bạn buộc phải sử dụng phương pháp này, thì việc sử dụng băng dính điện để giữ mọi thứ ở đúng vị trí có thể giúp ích cho bạn.

Protoboard so với Breadboard

Một phương pháp dễ dàng hơn nhưng lâu dài hơn là sử dụng bảng đi trước. Các bảng này được bao phủ trong các lỗ với các vòng đồng xung quanh, cho phép bạn tạo mạch bằng cách hàn các thành phần tại chỗ và kết nối chúng bằng dây hoặc nhiều chất hàn hơn.

Tuy nhiên, đây là một giải pháp lâu dài hơn nhiều và thường đến sau khi bạn biết mạch của mình sẽ hoạt động mà không có bất kỳ sự cố nào!

Bảng mạch in (PCB)

Một ví dụ cuối cùng là làm bảng mạch in của riêng bạn cho một dự án. Đây là một giải pháp lâu dài, được thực hiện tùy chỉnh cho mạch của bạn. Thông thường, bảng mạch in là bước cuối cùng sau khi kiểm tra trên cả breadboard và protoboard.

Có nhiều công ty sẽ sản xuất PCB theo yêu cầu của khách hàng, mặc dù bạn có thể tự làm tại nhà nếu bạn muốn có trải nghiệm tự làm đầy đủ. YouTuber TechBuilder có một video giải thích cách thức hoạt động của quy trình:

Thực hiện những bước đầu tiên của bạn với Arduino hoặc Raspberry Pi

Breadboard là phụ kiện hoàn hảo để học điện tử ở mọi cấp độ. Bây giờ bạn đã biết cách sử dụng breadboard, nó sẽ giúp việc tạo mẫu các dự án mới dễ dàng hơn. Cho dù bạn đang thực hiện những bước đầu tiên với các dự án dành cho người mới bắt đầu với Arduino hay Raspberry Pi, hay một ngày nào đó hy vọng tạo ra PCB của riêng bạn, thì breadboard là nơi để bắt đầu mày mò.