Prototypage rétro, idéal pour l'enseignement : 14 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Vous êtes-vous déjà demandé d'où venait le terme « planche à pain » ? Voici un exemple de ce qu'étaient les planches à pain. Au début de l'électronique, les composants étaient gros et encombrants. Ils n'avaient pas de transistors ou de circuits intégrés, seulement des tubes à vide. Il était donc courant de construire des circuits prototypes sur un bloc de bois en utilisant des clous ou des vis comme points d'attache du circuit. Les douilles de tube pouvaient être vissées avec des entretoises, des transformateurs et des composants plus gros étaient également vissés sur la carte. Les résistances, les condensateurs et les bobines peuvent être soudés aux têtes de clou.

Cette technique est encore utile pour certains circuits. Ceci est un exemple d'un projet que j'ai eu pour les enfants qui voulaient apprendre l'électronique. Ils pourraient construire le circuit, en suivant un schéma. Une fois terminé, ils pouvaient ramener le circuit à la maison et le garder. Il n'a pas eu besoin d'être démonté pour le prochain utilisateur, comme c'est le cas avec les maquettes modernes sans soudure.

Le circuit ici est un simple multivibrateur astable. Les LED rouge et verte alternent. Le taux de clignotement est déterminé par la constante de temps RC des résistances et des condensateurs.

Étape 1: Matériel requis

1. Un morceau de bois tendre d'environ 3 par 5 pouces (ou plus). Le pin clair fonctionne bien.

2. Un peu d'adhésif en aérosol.

3. Quelques clous pour coupe-froid plaqués cuivre de 3/4 (disponibles chez Home Depot).

4. Environ un pied de fil de bus étamé 24ga. (ou dénudez le fil solide 24ga)

5. Deux résistances (R1 et R4), 470 Ohms, 1/4 watt.

6. Deux résistances (R2 et R3), 51 000 Ohms, 1/4 watt. (voir texte)

7. Deux condensateurs (C1 et C2), électrolytique en aluminium 10uF. (voir texte)

8. Deux LED de 5 mm, une rouge et une verte, c'est bien.

9. Deux transistors à petit signal NPN Bipolars. 2N2222, 2N3904 ou équivalent.

10. Une pile de 9 volts et un clip de pile.

Étape 2: Outils requis

1. Petit marteau.

2. Fer à souder et soudure

3. Ciseaux.

4. Coupe-fils.

5. Pince à bec effilé.

6. Protection des yeux

Étape 3: Imprimez le schéma

Téléchargez le fichier PDF et imprimez-le. Assurez-vous de choisir "taille réelle" lors de l'impression. L'image résultante doit mesurer environ 3 pouces de large et 2 pouces de haut.

Étape 4: Montez le schéma sur la carte

Découpez le schéma. Vaporisez très légèrement le dos avec de la colle en aérosol. Appuyez sur le schéma sur la carte, à peu près au centre.

Étape 5: Enfoncez les clous

À partir de maintenant, assurez-vous de porter des lunettes de protection!

À l'aide d'un petit marteau, enfoncez les clous dans la planche à chaque point rond sur le schéma. Ces points sont appelés nœuds de circuit. Il y a 14 nœuds.

Les clous doivent être enfoncés à environ 1/4". Cela laisserait 1/2" au-dessus de la planche.

Remarque: lorsque vous travaillez sur des choses comme celle-ci, il est plus facile de commencer au milieu du tableau et de travailler vers l'extérieur. Il en est de même pour la soudure.

Étape 6: Installez les fils de connexion

Si vous regardez attentivement le schéma, vous verrez plusieurs nœuds connectés avec un fil. Le bus de masse en bas du circuit, le bus d'alimentation en haut du circuit et les deux connexions des condensateurs à la base des transistors.

Installez chacun des quatre fils en enroulant confortablement le fil autour d'un clou, puis en enroulant autour de chaque clou auquel il se connecte. Au centre du circuit, les deux sauteurs doivent se croiser, mais ils ne doivent pas se toucher. Installez le premier d'entre eux près de la carte. Installez le deuxième haut sur les ongles, juste en dessous de la tête.

Étape 7: soudez et coupez les cavaliers

Soudez chaque fil sur le côté du clou et coupez l'excès de fil. Faites attention, ne laissez pas les fils voler à travers la pièce.

Votre maquette doit ressembler à celle de la photo.

Étape 8: recouvrez chaque clou d'une goutte de soudure

Soudez une goutte de soudure sur le dessus de chaque clou. Si les fils (prononcé leeds) de vos composants sont propres, la petite goutte est toute la soudure dont vous aurez besoin. Regardez la photo en gros plan. Vos ongles ressemblent-ils à ça ? Remarquez la soudure du fil de liaison et la goutte au-dessus du clou.

Étape 9: Installez vos résistances

Il y a quatre résistances à souder en place. Sur ce prototype, nous utilisons l'approche "propre". C'est là que les pièces sont coupées de près pour une apparence soignée. L'autre approche semble bâclée car les fils des composants sont laissés longs pour permettre une réutilisation ultérieure. Plus à ce sujet plus tard.

R1 et R4 sont en 470 Ohms ou Jaune-Violet-Marron-Or. Posez la résistance sur les têtes de clous. Soudez chaque extrémité en faisant simplement couler à nouveau la goutte de soudure. Coupez chaque plomb près de la tête du clou.

R2 et R3 sont 51K (51 000) Ohms ou Vert-Marron-Orange-Or. Soudure et garniture.

En fait, la valeur de R2 et R3 peut être différente si vous souhaitez utiliser des condensateurs de valeur différente ou modifier le taux de clignotement. J'ai fait le schéma, puis j'ai découvert que je n'avais pas de condensateurs 10uF sous la main. J'ai donc utilisé des condensateurs de 22uF et une résistance de 27K à la place. Cela donne approximativement le même taux de clignotement.

Étape 10: Installez les LED

Les LED doivent aller d'une certaine manière. Notez que le schéma montre une flèche avec le point touchant une barre. La barre est la cathode, la flèche est l'anode. Si vous regardez attentivement la LED, vous verrez qu'un fil est plus long (l'anode) et il y a un petit point plat sur le corps de la LED près du fil le plus court (la cathode).

Pliez soigneusement chaque fil de la LED à 90 degrés comme sur la photo. Il est préférable d'utiliser la pince à bec effilé pour maintenir le fil près du corps de la LED, puis de plier le fil à partir de l'extrémité ouverte. Cela empêche l'action de flexion de fissurer le corps de la LED.

Soudez chaque LED avec le côté plat vers le transistor. Coupez les deux fils.

Étape 11: Installez les condensateurs

Ce sont des condensateurs électrolytiques en aluminium. Ils doivent également être installés d'une manière particulière. Comme les LED, le fil le plus long du condensateur est le côté "positif". Vous verrez le côté opposé marqué d'un "-", le signe moins.

Pliez les fils de la même manière que les fils LED. La soudure en place en faisant attention à la marque "+" sur le schéma est le fil le plus long. Couper après soudure.

Étape 12: Les derniers composants, les transistors

Les transistors ont trois fils, collecteur, base et émetteur. Regardez attentivement la photo. Notez que le côté plat des deux transistors est du côté droit, même si le fil central est plié dans une direction différente. Sur Q1, le plomb central est plié vers le côté plat, sur Q2, il est plié vers le côté rond.

Soudez chaque transistor en place et coupez.

Étape 13: Connectez une source d'alimentation et voyez ce qui se passe

Soudez le fil rouge (positif) de la pince de la batterie au bus d'alimentation en haut du circuit. (en haut de R1)

Soudez le fil noir (négatif) au bus de terre (en bas de Q1)

Branchez la batterie. Les LED clignotent d'avant en arrière, voir la vidéo à titre d'exemple.

Vous pouvez utiliser quelques clous pour maintenir la batterie en place si vous le souhaitez.

Étape 14: La façon pas si jolie

Voici une autre planche à pain. Notez que les fils des composants ont été laissés sur toute leur longueur. Ce n'est pas joli, mais cela permet de démonter la planche et d'utiliser les pièces pour d'autres projets. Le problème avec ceci est qu'il est facile de court-circuiter les fils ensemble.