第一节 探秘面包板
面包板何方神圣也?它可不是为电子爱好者解馋的!面包板是入门电子制作非常重要的工具,外观上它有许多小孔,小孔内含金属弹片,金属弹片质量好坏直接决定整块面包板的优劣。电子元件按照一定的规则(电路图)直接插在小孔内,借助面包线完成设计要求,演示制作效果。在面包板上搭建电路,不需要电烙铁,不用担心烧烫伤,可以方便安全地进行入门电子制作。
一、面包板
常见面包板有以下三种:分别是800孔(图1-1-1)、400孔(图1-1-2)、170孔(图1-1-3)。
图1-1-1 800孔面包板
图1-1-2 400孔面包板
图1-1-3 170孔面包板
在今后的制作中,大多采用优质的800孔面包板,它面积大,适合做需要元器件多的电子制作。切勿因为选择了劣质的面包板而导致电子制作失败。
儿子:面包板上下为什么有红蓝两条线?
父亲:两条线是为了制作时供电方便,红色线一般接电源的正极,蓝色线接电源的负极。爸爸给你演示一个最简单的,点亮一个发光二极管小制作(如图1-1-4)。
图1-1-4 面包板演示点亮发光二极管
儿子看了之后跃跃欲试,想自己动手制作一个,但是发光二极管并不怎么听话,有时候并不会点亮,儿子没有泄气在不断的尝试中。
儿子:爸爸,这是怎么回事?你是怎么做到一次就成功的?
父亲:要想在面包板上成功地点亮发光二极管,首先要了解面包板的内部结构和发光二极管知识才行,这就叫知己知彼百战不殆!我们先介绍一下电池和发光二极管。
二、2032电池
之所以采用2032电池作为电源,是因为它电压低(3V),电流小。低电压小电流不用担心受到伤害。2032电池是直流电源(关于直流知识后面介绍),直流电有正负极之分,外观标注“+”的是正极(+),相对应的一面是负极(–),如图1-1-5、图1-1-6所示。
图1-1-5 2032电池的正极
图1-1-6 2032电池的负极
电池图形符号(图1-1-7),也就是以后在电路图中电池的表示方法,电池用字母BT表示。
图1-1-7 电池图形符号
父亲:毛毛(儿子小名),刚才的冰淇淋好吃吗?
儿子:好吃,我最喜欢吃甜的东西了。
父亲:那你知道电是什么味道吗?
儿子:电还有味道?甜的?还是咸的?快让我尝尝!
父亲:好,别着急,和爸爸一起做完这个小实验你就知道电的味道了。
请严格按照以下要求:在2032电池正负极交接处(图1-1-8),轻轻接触舌头(图1-1-9),为了安全,禁止用其他电源。
图1-1-8 品尝的部位
图1-1-9 品尝电的味道
儿子:挺好玩的,甜甜的,麻麻的,我也说不好是什么味道?
父亲:品尝电的味道,每个人感受都不太一样。
三、发光二极管
入门的读者,你能试着找到家用电器中发光二极管的身影吗?
找不见的,不要着急,告诉你吧!电视待机指示灯就是一个发光二极管,如图1-1-10所示。
图1-1-10 电视待机指示灯
一般电子制作实验中采用的是5mm发光二极管(还有3mm、10mm等),外观如图1-1-11所示,从图中可以看出发光二极管有两个引脚,并且长短不一。
图1-1-11 5mm发光二极管
发光二极管的图形符号见图1-1-12,用字母LED表示。
图1-1-12 发光二极管图形符号
父亲:LED属于半导体器件(后面要讲到),在使用中需要区分正负极(也可以称为阳极与阴极)。
儿子:LED的正负极如何辨别呢?
父亲:一般新的LED长的引脚是正极,短的是负极。见图1-1-13。
图1-1-13 LED长的引脚是正极
还可以从外观判断发光二极管的正负极(大部分符合以下规律)。
1.发光二极管壳体与切边靠近的引脚是负极。如图1-1-14所示。
图1-1-14 与切边相邻的引脚是LED的负极
2.观察透明的壳体,与小金属片相连引脚是正极,如图1-1-15所示。
图1-1-15 透明壳内小金属片连接的是LED的正极
发光二极管导通发光的条件:发光二极管的正极需要接到较高的电压,发光二极管的负极需要接到较低的电压,并且加到发光二极管两端的电压以及电流要符合它的参数要求。如果没有按照LED发光的条件完成制作,发光二极管就要耍脾气了。
四、面包板
面包板内部是金属弹片,有规则地连接在一起,这些规则是怎样的呢?需要实验来找答案,假如我们将LED的负极插在面包板任何一个孔中,与2032电池负极连接的面包线另一端插在需要验证的小孔内,LED正极与2032电池正极相连,如果能亮,说明这两插孔内部是相连的。
将面包板从上到下依次划分A,B,C,D四个区域,如图1-1-16所示。
图1-1-16 面包板区域自行划分
1.探秘A区域
试验结果如图1-1-17~图1-1-21所示。
图1-1-17 红线插孔内部横向是连接着的
图1-1-18 红线与蓝线插孔内部不连接
图1-1-19 在红线标记线断处,左右也就不连通了
图1-1-20 蓝线与红线内部结构类似
图1-1-21 面包板的右半部分,红线与蓝线之间也不通
2.探秘B区域
试验结果如图1-1-22~图1-1-25所示。
图1-1-22 蓝线与B区域不通
图1-1-23 红线与B区域不通
图1-1-24 B区域左右相邻不通
图1-1-25 B区域插孔纵向是连接着的
C、D区域与A、B类似,有兴趣的读者自己验证一下。
儿子:面包板中间为什么要设计一条凹槽呢?
父亲:中间这条凹槽设计是有讲究的,一般在凹槽的两边安装集成块,拨码开关等,凹槽上下两边电气连接是分开的。如图1-1-26、图1-1-27所示。
图1-1-26 拨码开关安装在凹槽处
图1-1-27 集成块安装在凹槽处
总结
A、D区域:红、蓝线插孔内部是横向连通的,但是在中间断线处左右分开(有些面包板无断线)。
B、C区域:纵向的5个插孔内部互相连通,横向的插孔都不连通。
凹槽:用于隔离B、C两部分。
面包板内部结构示意如图1-1-28所示。有些面包板在图中圆圈内是断开的。
图1-1-28 面包板内部连接示意图
儿子:爸爸,用手一直捏着电池做实验,有点累,手都酸了,有什么好的办法让我不用一直捏着电池吗?
父亲:有啊,要想解决在面包板上电池的安装固定问题,咱们就要认真学习下一节课的内容。不过你可以将LED引脚夹在2032电池的两边来点亮,如图1-1-29所示。
图1-1-29 简单点亮LED
3.面包板使用注意事项
①如果不小心进水,请晾干后再使用。
②切记粗暴插拔,不要将金属线折断在孔内。
③不要用太粗的连接导线、元件引脚插入孔内。
④面包板B、C区域5个竖排的插孔不要全部占用,应该有一个用于故障测试。
⑤面包板上进行电子制作,连接点尽量越少越好。否则可能由于接触不良引起其他故障。