|
Als elektronica-hobbyist hebt u in de meeste gevallen maar één exemplaar van een schakeling nodig. Wij bespreken acht alternatieven voor het al experimenterend ontwerpen en nadien bouwen van één schakeling.
|
Alternatieven voor het bouwen van een schakeling op een print
De alleenheerschappij van de print doorbreken
Wij zijn er aan gewend geraakt dat een elektronische schakeling op een printje (PCB) thuis hoort. Vaak is dat echter helemaal niet handig. Als het door u ontworpen schakelingetje erg klein is en bovendien maar één keer moet worden gebouwd is het ontwerpen en zélf maken (of laten maken) van een printje nogal omslachtig, tijdrovend en duur. Er zijn in de loop der jaren diverse alternatieve ontwikkeld voor het betrouwbaar en snel bouwen van een eenmalige schakeling. Die zijn echter, door de heerschappij van de PCB, uit het blikveld van de meeste elektronici verdwenen. In dit artikel gaan wij deze alternatieve bouwtechnieken presenteren. U moet zélf maar bepalen of u er in uw praktijk iets mee kunt.
Ideaal voor educatieve doeleinden
Sommige van de besproken alternatieven komen ook goed van pas als u een hobbyclub voor kinderen beheert en daar de kids wilt laten experimenteren met eenvoudige elektronica.
Geen SMD's!
De voorgestelde technieken zijn veel minder verfijnd dan een print. Zij zijn dan ook niet bedoeld voor het verwerken van minuscule SMD componenten. Maar u maakt ons niet wijs dat u, bij het experimenteren met een schakeling, gebruik maakt van SMD's. In die fase van het ontwerp zal vrijwel iedere elektronicus met ouderwetse componenten met axiale of radiale aansluitdraadjes werken. Daar kunt u immers uw meetapparatuur zonder problemen op aansluiten en is het gemakkelijk mogelijk een weerstand te vervangen door een iets grotere of kleinere soortgenoot.
Wat aan de orde komt
In dit artikel laten wij u kennis maken met:
- De spinnenweb of takkenbos methode
- De hammer and nail methode
- De Manhattan style methode
- De coppertape methode
- De single hole breadboarding methode
- De stripboard methode
- De dead bug methode
- De solderless breadboarding methode
De spinnenweb of takkenbos methode
Eerste soldeerles: het spinnenweb
Toen wij in de eerste klas van de MTS-elektronica zaten (verklaring voor de jongelui: de Middelbaar Technische School) was de eerste praktijkles het in elkaar solderen van een spinnenweb. Een aantal koperen draadjes die tegen elkaar werden gesoldeerd en een stabiel spinnenweb vormden.
 |
| Het solderen van een spinnenweb. (© Snitsya 2010) |
De spinnenweb of takkenbos methode in de praktijk
Als u een aantal koperen draadjes kunt samen solderen tot een spinnenweb kunt u ook een aantal elektronische onderdelen samen solderen tot een schakeling. Dát is de gedachte achter de spinnenweb techniek die ook door het leven gaat onder de naam takkenbos techniek. Heel eenvoudige schakelingetjes, bestaande uit slecht een handjevol onderdelen, kunt u op deze manier snel samenbouwen tot een werkend geheel. In het onderstaande voorbeeld is een simpele lichtschakelaar, opgebouwd rond twee transistoren die een schmitt-trigger vormen, op deze manier uitgewerkt tot een bruikbare schakeling.
 |
| Een lichtschakelaar als takkenbos. (© 2002 Willem van Dreumel, geëdit 2021 door Jos Verstraten) |
Het voordeel van het spinnenweb
Het voordeel van deze methode is dat u vaak de schematische samenhang tussen de diverse componenten veel beter blijft zien dan het geval is wanneer u de schakeling op een printje onderbrengt. Dat is uiteraard handig als u wilt experimenteren met de waarde van de diverse onderdelen. U ziet onmiddellijk welke weerstand u moet aanpassen als u bijvoorbeeld een collectorweerstand wat wilt verhogen of verlagen.
Ook IC's kunt u in een spinnenweb opnemen
Deze methode is niet alleen geschikt voor eenvoudige schakelingetjes met twee transistoren. Na wat oefening kunt u ook uitgebreidere schakelingen rond een paar IC'jes op die manier uitvoeren. In de onderstaande figuur ziet u bijvoorbeeld de takkenbos uitvoering van een verkeerslicht met een 555 als timer en een CD4017 als tienteller die de drie LED'jes stuurt. U moet uiteraard wél gebruik maken van een IC-voetje in de takkenbos. Eerst als de takkenbos volledig in elkaar is gesoldeerd prikt u het IC in het voetje.
 |
| Een verkeerslicht als takkenbos. (© 2002 Willem van Dreumel, geëdit 2021 door Jos Verstraten) |
Zin in takkenbossen?
Als u zin krijgt om met deze takkenbos techniek te gaan experimenteren raden wij u het boekje 'Takkenbos Elektronica' van Willem H. M. van Dreumel aan. In dit in 2002 door Vego VOF uitgegeven boekje worden tientallen eenvoudige en leerzame schakelingetjes op deze manier uitgevoerd. Wij hebben dit 85 pagina's dikke boekje als PDF op Google Drive gezet zodat u het gratis kunt downloaden:
Aanklikbare link ➡ Takkenbos elektronica
De hammer and nail methode
Koperen spijkertjes zijn goed soldeerbaar
In iedere klussenzaak zijn kleine koperen spijkertjes te koop met een grote platte kop. Deze zijn ideaal om deze kleine elektronische schakelingetje op een houten plankje te bouwen. Koper is immers uitstekend soldeerbaar en u kunt op zo'n spijkerkopje gemakkelijk een soldeerkloddertje aanbrengen waar laten de aansluitdraadjes van onderdelen in vast gesoldeerd worden.
 |
| Kleine koperen spijkertjes vormen de basis van deze techniek. (© classic-boat-supplies) |
De hammer and nail methode
Vooral kinderen vinden het prachtig om hiermee te knutselen omdat zij dat eerst, heel stoer, met een échte hamer spijkertjes in een houten plankje mogen slaan. In de eerste stap van deze methode tekent u het schema heel ruim op een stuk zelfklevend papier. Dat plakt u op een stuk niet al te hard hout. In de tweede stap spijkert u overal waar een aansluiting van een onderdeel moet komen een koperen spijkertje gedeeltelijk in het plankje. U kunt dat natuurlijk ook door de kinderen uit een hobbyclub laten doen. In de derde stap worden alle onderdelen op deze spijkertjes gesoldeerd.
Een voorbeeld van deze techniek, een eenvoudige astabiele multivibrator die twee LED'jes laat knipperen, ziet u in de onderstaande foto.
 |
| Een simpele AMV opgebouwd volgens de hammer and nail methode. (© instructables.com, geëdit 2021 door Jos Verstraten) |
Het voordeel van de hammer and nail methode
Het grote voordeel van deze techniek is uiteraard dat er een rechtstreekse koppeling bestaan tussen de schema-symbolen en de échte onderdelen. De kinderen leren dus spelenderwijs de betekenis van de elektronische symbolen kennen. Ook voor het leren meten in een schakeling is deze methode uitermate leerzaam.
De Manhattan style methode
Enkelzijdige printplaat als basis
Bij deze methode gaat u uit van twee enkelzijdige printplaten, spotgoedkoop in de handel. De eerste printplaat dient als 'groundplane' waarop u uw schakeling gaat monteren. De tweede printplaat voorziet u op de achterzijde van tweezijdig klevende plakband. Als deze plakband goed is aangewreven zaagt u uit deze printplaat kleine vierkantjes van bijvoorbeeld één cm bij één cm en strips van bijvoorbeeld 0,5 cm bij 10 cm. Die stukjes print worden de 'pads' en de 'tracks' van uw ontwerp. U plakt deze dus op de groundplane. Dat moet uiteraard met enig beleid gebeuren, waarbij u het schema als leidraad gebruikt.
Hoe het er in de praktijk uitziet
In de onderstaande foto ziet u een mooi voorbeeldje van deze methode. Als een aansluiting van een onderdeel aan de massa hangt soldeert u deze aansluiting uiteraard rechtstreeks op het groundplane. In dit voorbeeld werden geen 'tracks' gebruikt, maar stevige koperen draadjes om de 'pads' met elkaar te verbinden.
 |
| Een voorbeeld van een schakeling gemaakt met de Manhattan style methode. (© W6PNG) |
Voordeel van de Manhattan style methode
Deze methode wordt vaak gebruikt voor het prototypen van hoogfrequent schakelingen, waarbij maximaal voordeel wordt gehaald uit de aanwezigheid van een groundplane.
De coppertape methode
Zelfklevende koperen tape vormt de tracks
In de handel zijn rolletjes smalle zelfklevende koperen strips te koop, zie onderstaande foto. Met deze strips kunt u op een nogal groffe manier een print 'namaken'. Google op 'self adhesive copper tape' en u vindt tientallen links naar leveranciers van dergelijke tape. Het probleem is dat 5 mm de minimale breedte is en dat de woorden 'groffe manier' in de vorige zin dus terecht zijn geschreven. Ter vergelijking: een normale track op een eenvoudige print heeft een breedte van 0,6 mm tot 1,0 mm.
De meeste tapes komen (uiteraard) uit China en zijn nogal goedkoop. Het in de onderstaande foto voorgestelde rolletje bevat vijftig meter zelfklevende koperen tape met een breedte van 5 mm en kost € 6,00.
 |
| Een rolletje zelfklevende koperen tape. (© AliExpress) |
Een voorbeeld van een ontwerp met de coppertape methode
U snapt natuurlijk hoe u met deze methode schakelingen kunt bouwen. Ter illustratie hebben wij in de onderstaande foto een voorbeeldje gegeven van een dergelijk ontwerp, een eenvoudig eindversterkertje met twee transistoren. Als basis gebruikt u weer een plaatje enkelzijdige print. Nu gebruikt u echter de niet-koperen kant als werkvlak. U plakt daar strookjes van de zelfklevende koperen tape op en soldeert de onderdelen tussen deze 'tracks'. Zoals u ziet is het zelfs mogelijk om twee van deze 'tracks' te laten kruisen. U doet er dan wél verstandig aan om op de plaats van de kruising een stukje isolerende folie tussen de twee koperen tapes te leggen.
 |
Een eindversterkertje volgens de coppertape methode. (© Halestrom.net) |
Copperfoil kunst
Met deze methode is het zelfs mogelijk mooie artistieke creaties te maken die in een modern interieur niet misstaan. In het onderstaande voorbeeld is geen gebruik gemaakt van adhesive coppertape, maar van adhesive copperfoil. Dat zijn dunne A4-velletjes koper voorzien van een zelfklevende laag. Googlen op 'adhesive copperfoil' levert een heleboel links op. U kunt deze koperen folie bijvoorbeeld op een glazen plaatje aanbrengen en er met een mes een patroon van elektrische verbindingen uit snijden. Op deze manier kunt u een eenvoudige elektronische schakeling omvormen tot een klein kunstwerkje.
 |
Een kunstwerkje met de copperfoil methode. (© instructables.com) |
De single hole breadboard methode
Waar komt het woord breadboard vandaan?
Iedere elektronicus kent natuurlijk het begrip breadboarding, het algemeen begrip voor het al experimenterend ontwerpen van elektronische schakelingen. Letterlijk vertaald betekent 'breadboard' een broodplank. Wat heeft zo'n nuttig keuken attribuut met elektronica te maken? In de begintijd van de elektronica, toen er nog geen printen en gaatjesboards bestonden, ontwierp men kleine schakelingen op een houten plankje, waarin spijkertjes werden geslagen. Deze techniek werd dus 'breadboarding' genoemd en dit begrip is blijven bestaan in de elektronica voor modernere prototyping methodes.
Het oude wire wrapping gemoderniseerd
Lang geleden bestond er een verbindingstechniek die 'wire wrapping' werd genoemd. Hierbij werden aansluitdraden met een kleine draaddoorsnede rond de vierkante aansluitpennen van connectoren en onderdelen gewikkeld. De gestripte ader klemde op de scherpe hoeken van de pin, hierdoor kwam de draad mechanisch vast te zitten en werd de elektrische geleiding gegarandeerd. De single hole breadboarding methode lijkt daar een beetje op.
Single hole breadboards als basis
De basis van deze methode is een zogenaamd single hole breadboard. Zoals uit de onderstaande foto blijkt bestaat zo'n printplaatje uit een heleboel identieke gaatjes die allemaal voorzien zijn van een koperen pad. Zo'n printje met als afmetingen 5 cm bij 10 cm kunt u in China kopen voor amper € 0,37.
 |
| Een single hole breadboard. (© AliExpress) |
De methode is te vergelijken met het aanbrengen van een 'ratsnest'
U soldeert alle componenten waaruit een schakeling bestaat vast op dit printje. Nadien gaat u met stukjes heel dunne montagedraad alle aansluitingen die aan elkaar horen recht-toe-recht-aan met elkaar verbinden. U knipt een stukje montagedraad van de juiste lengte af, stript dit aan beide uiteinden en soldeert die uiteinden op de juiste pads. Eenvoudiger kan welhaast niet! U doet dus in feite niets anders dan wat een PCB-ontwerpprogramma op de PC doet als hij een schema inleest en het 'ratsnest' op het scherm zet.
Een eenvoudig voorbeeldje
In de onderstaande foto ziet u een eenvoudig voorbeeldje van deze techniek. Omdat er hier zo weinig te bedraden valt is er voor gekozen de verbindingen aan te brengen met ongeïsoleerde draad.
 |
| Een eenvoudig voorbeeldje van de single hole breadboard methode. (© ecee.colorado.edu, geëdit 2021 door Jos Verstraten) |
Het kan ook ingewikkelder!
Dat u met deze methode ook ingewikkelde schema's vrij snel kunt omzetten in een werkende schakeling bewijst de onderstaande foto. Natuurlijk vereist dit wel wat voorbereidend werk om te voorkomen dat een pad door zoveel draadjes wordt afgedekt dat u niet meer met de punt van uw soldeerbout in de buurt komt.
 |
| Een complex voorbeeld van de single hole breadboard methode. (© instructables.com) |
Speciale montagedraad voor single hole breadboarding
Als u vaak met deze methode gaat werken is het aan te raden wat geld uit te geven aan speciaal voor dit doel gefabriceerde dunne montagedraad. Deze wordt meestal verkocht per set van zes in diverse kleuren en geleverd in een handige kartonnen dispenser. Zo'n setje van 6 x 6 meter kost ongeveer € 16,00. Googlen op 'prototyping wire spool' levert een heleboel links op naar leveranciers.
Wat is een stripboard?
Een stripboard is te vergelijken met een single hole breadboard met als enige verschil dat bij een stripboard alle naast elkaar gelegen gaatjes van een rij verbonden zijn met een koperen pad. Dergelijke printen zijn lekker goedkoop te verkrijgen met diverse afmetingen en met de meeste populaire rastermaten (pitches), zoals 2,54 mm of 5,00 mm.
Wat is de bedoeling?
De bedoeling is uiteraard dat u alle componenten tussen twee strips soldeert en nadien deze strips op de noodzakelijke plaatsen gaat onderbreken en onderling doorverbindt. Op deze manier kunt u, weliswaar met enig voorbereidend werk op papier of op de PC, een prototype maken dat heel erg vergelijkbaar is met het resultaat dat u verkrijgt als u een echte print zou (laten) ontwerpen.
Voor dat onderbreken van de strips zijn speciale gereedschappen in de handel (zie foto), maar u kunt het ook met een spiraalboortje van bijvoorbeeld 4 mm doen. U moet er uiteraard goed op letten dat de koperen tracks helemaal worden onderbroken. Het zal duidelijk zijn dat deze methode toch wel de nodige voorbereiding kost op papier of op de PC.
Abacom's Lochmaster
Voor het snel ontwerpen van een schakeling op stripboard brengt het Duitse Abacom Ingenieurgesellschaft een gespecialiseerd programma uit: 'LochMaster'. Het unieke van LochMaster is dat er een uitgebreide onderdelen bibliotheek wordt meegeleverd met foto's van de onderdelen. Dus niet, zoals bij vrijwel alle printontwerp programma's, groffe schematische voorstellingen van de onderdelen, maar realistische weergaven. Een instelpotentiometer ziet er in LochMaster zo echt uit dat u hem als het ware van het papier wilt plukken en in uw voorraaddoosje opbergen. LochMaster is een goedkoop programma. Het kost u net geen vijftig euro en het is te downloaden van de site van de fabrikant. Bovendien werkt het programma heel intuïtief: u kunt er vrijwel meteen mee aan de slag.
Als u meer wilt weten over dit programma kunnen wij u de lectuur van twee andere artikelen op dit blog aanraden:
Aanklikbare link ➡ Software: LochMaster (1), stripboard ontwerpen
Aanklikbare link ➡ Software: LochMaster (2), componenten ontwerpen
Een voorbeeld van de stripboard methode
In de onderstaande foto ziet u de beide zijden van een eenvoudige schakeling die volgens de stripboard methode is gebouwd. Het betreft een tweetonig alarm, samengesteld uit twee astabiele multivibratoren die een klein luidsprekertje sturen. Zoals u ziet ontkomt u niet aan het aanbrengen van een heleboel draadbruggetjes. Dat is inherent aan het feit dat alle track's recht en parallel lopen. Een verbinding tussen een punt boven op de print en een punt onder op de print kan dus alleen met een draadbruggetje worden gerealiseerd.
Met de pootjes omhoog!
Deze methode is in feite alleen geschikt voor het prototypen van schakelingen die vrijwel uitsluitend uit dual-in-line IC's bestaan. Het principe is simpel. Neem een stuk enkelzijdige printplaat met de koperzijde naar boven en lijm met één-seconde lijm alle IC's met de pootjes naar boven op deze backplane. Verbind vervolgens alle IC-pootjes op de door het schema voorgeschreven manier met elkaar met dunne enkeladerige montagedraad. Hiervoor kunt u dezelfde draad gebruiken die ook al aan de orde kwam bij de single hole breadboard methode. Waarom deze methode door het leven gaat met de naam 'dead bug' is duidelijk. Naar het schijnt liggen dode kevers en andere veelpotigen ook met de pootjes naar boven.
In de onderstaande foto ziet u een eenvoudig voorbeeldje van deze techniek.
Ook complexe schakelingen zijn mogelijk
Dat u ook schakelingen met een heleboel DIL-IC's op deze manier kunt opbouwen bewijst onderstaande foto. Hier is een schakeling met 24 ceramische DIL-IC's op de dead bug methode bedraad. Ook bij deze methode zou u voordeel kunnen hebben van een printontwerp-programma op de PC, dat u voorziet van het ratsnest van de schakeling. Dan ziet u meteen welke pennetjes u met welke pennetjes moet verbinden.
In feite uitsluitend geschikt voor experimentele schakelingen
De vorige methoden zijn bedoeld voor het maken van één uniek exemplaar van een definitieve schakeling. Die definitieve schakeling moet u uiteraard eerst ontwerpen en daarvoor hebt u een methode nodig waarbij u snel componenten kunt omwisselen voor identieke componenten met afwijkende waarden. De in deze paragraaf beschreven solderless breadboarding methode is daar ideaal voor en vandaar dat wij deze methode in dit artikel tóch beschrijven.
Het solderless breadboard
Een solderless breadboard is een bordje van wit plastic dat u kunt gebruiken om een schakeling tijdelijk op te bouwen. Het bestaat uit kolommen gaatjes waarin u de onderdelen kunt prikken. In alle gaatjes zitten verende metalen klemmetjes en strips die bijvoorbeeld vijf gaatjes van een kolom verbinden. De verende klemmetjes zorgen ervoor dat als u een aansluitdraad van een weerstandje in een gaatje prikt deze draad goed contact maakt met de strip van de betreffende kolom gaatjes. Aan de boven- en onderzijde zijn lange rijen onderling verbonden gaatjes aanwezig voor het verdelen van de voedingsspanningen en de massa. De kolommen met gaatjes zijn genummerd en ertussen is een ruimte overgelaten waarin u DIL-IC's kunt prikken. Aan de onderzijde is soms voor de stevigheid en om alles te aarden een metalen plaatje bevestigd. Dergelijke solderless breadboards zijn niet duur. Het in de onderstaande foto getoonde exemplaar met 400 gaatjes kost slechts € 4,00.
Voor- en nadelen van de solderless breadboarding methode
Het voordeel van een solderless breadboard is dat u een onderdeel snel en zonder solderen kunt vervangen door een met een andere waarde of van een ander type. De nadelen zijn dat er nogal wat grote parasitaire capaciteiten ontstaan waardoor deze methode niet zo geschikt is voor het ontwerpen van HF-schakelingen. Bovendien hebben de verende klemmetje uiteraard overgangsweerstanden en kunnen er bij veelvuldig gebruik slechte contacten ontstaan tussen de klemmetjes en de aansluitdraadjes van de componenten.
De draadbruggetjes bij solderless breadboards
Ook bij deze methode zult u vaak draadbruggetjes moeten gebruiken om een onderdeel op de ene kant van het breadboard te verbinden met een onderdeel op de andere kant. Hiervoor zijn speciale kabeltjes te koop, breadboard jumper wires, die aan weerszijden zijn voorzien van stevige metalen pennetjes die u in de gaatjes van het solderless breadboard kunt prikken. Ook deze jumper wires zij niet duur. De op de onderstaande foto voorgestelde set van 30 stuks jumpers van 15 cm lengte kost slechts € 4,95. Uiteraard zijn deze jumpers in diverse kleuren en lengten leverbaar.
Een voorbeeld van de solderless breadboard methode
Op de onderstaande foto ziet u een typisch voorbeeld van een ontwerp op een solderless breadboard. Meteen is duidelijk waarom deze methode niet erg geschikt is voor hoogfrequent ontwerp. De lange jumper wires introduceren een grote hoeveelheid parasitaire capaciteiten in uw ontwerp. Hierdoor is het maar helemaal de vraag of, als u het ontwerp overzet naar een definitievere methode met veel kortere verbindingen, de specificaties van uw schakeling identiek zijn.
Het integreren van SMD-componenten op een solderless breadboard
Door diverse fabrikanten worden adapters geleverd waarmee u een SMD-IC kunt opnemen in een solderless breadboard. Dergelijke adapters gaan door het leven onder de naam 'small outline prototyping adapters'.
De pennetjes aan de onderzijde van deze adapters hebben zo'n onderlinge afstand dat zij in de gaatjes van uw solderless breadboard passen. Men heeft voor vrijwel alle soorten SMD-behuizingen dergelijke adapters ontworpen. Het nadeel is dat zij vrij prijzig zijn. U moet een paar euro's neertellen voor dergelijke printjes, een prijs die in schril contrast staat met de prijs van een solderless breadboard.
(Amazon sponsor advertentie)
Koop uw rheostaten bij Amazon
Als u vaak met deze methode gaat werken is het aan te raden wat geld uit te geven aan speciaal voor dit doel gefabriceerde dunne montagedraad. Deze wordt meestal verkocht per set van zes in diverse kleuren en geleverd in een handige kartonnen dispenser. Zo'n setje van 6 x 6 meter kost ongeveer € 16,00. Googlen op 'prototyping wire spool' levert een heleboel links op naar leveranciers.
 |
| Een setje montagedraad speciaal ontwikkeld voor deze methode. (© amazon.com) |
De stripboard methode
Wat is een stripboard?
Een stripboard is te vergelijken met een single hole breadboard met als enige verschil dat bij een stripboard alle naast elkaar gelegen gaatjes van een rij verbonden zijn met een koperen pad. Dergelijke printen zijn lekker goedkoop te verkrijgen met diverse afmetingen en met de meeste populaire rastermaten (pitches), zoals 2,54 mm of 5,00 mm.
 |
Een voorbeeld van een stripboard. (© amazon.com) |
Wat is de bedoeling?
De bedoeling is uiteraard dat u alle componenten tussen twee strips soldeert en nadien deze strips op de noodzakelijke plaatsen gaat onderbreken en onderling doorverbindt. Op deze manier kunt u, weliswaar met enig voorbereidend werk op papier of op de PC, een prototype maken dat heel erg vergelijkbaar is met het resultaat dat u verkrijgt als u een echte print zou (laten) ontwerpen.
Voor dat onderbreken van de strips zijn speciale gereedschappen in de handel (zie foto), maar u kunt het ook met een spiraalboortje van bijvoorbeeld 4 mm doen. U moet er uiteraard goed op letten dat de koperen tracks helemaal worden onderbroken. Het zal duidelijk zijn dat deze methode toch wel de nodige voorbereiding kost op papier of op de PC.
 |
Een speciaal gereedschap voor het onderbreken van de strips. |
Abacom's Lochmaster
Voor het snel ontwerpen van een schakeling op stripboard brengt het Duitse Abacom Ingenieurgesellschaft een gespecialiseerd programma uit: 'LochMaster'. Het unieke van LochMaster is dat er een uitgebreide onderdelen bibliotheek wordt meegeleverd met foto's van de onderdelen. Dus niet, zoals bij vrijwel alle printontwerp programma's, groffe schematische voorstellingen van de onderdelen, maar realistische weergaven. Een instelpotentiometer ziet er in LochMaster zo echt uit dat u hem als het ware van het papier wilt plukken en in uw voorraaddoosje opbergen. LochMaster is een goedkoop programma. Het kost u net geen vijftig euro en het is te downloaden van de site van de fabrikant. Bovendien werkt het programma heel intuïtief: u kunt er vrijwel meteen mee aan de slag.
 |
| Ontwerpen met Lochmaster van Abacom. (© ABACOM-Ingenieurgesellschaft) |
Als u meer wilt weten over dit programma kunnen wij u de lectuur van twee andere artikelen op dit blog aanraden:
Aanklikbare link ➡ Software: LochMaster (1), stripboard ontwerpen
Aanklikbare link ➡ Software: LochMaster (2), componenten ontwerpen
Een voorbeeld van de stripboard methode
In de onderstaande foto ziet u de beide zijden van een eenvoudige schakeling die volgens de stripboard methode is gebouwd. Het betreft een tweetonig alarm, samengesteld uit twee astabiele multivibratoren die een klein luidsprekertje sturen. Zoals u ziet ontkomt u niet aan het aanbrengen van een heleboel draadbruggetjes. Dat is inherent aan het feit dat alle track's recht en parallel lopen. Een verbinding tussen een punt boven op de print en een punt onder op de print kan dus alleen met een draadbruggetje worden gerealiseerd.
 |
| Een voorbeeld van een stripboard ontwerp. (© instructables, geëdit 2021 door Jos Verstraten) |
De dead bug methode
Met de pootjes omhoog!
Deze methode is in feite alleen geschikt voor het prototypen van schakelingen die vrijwel uitsluitend uit dual-in-line IC's bestaan. Het principe is simpel. Neem een stuk enkelzijdige printplaat met de koperzijde naar boven en lijm met één-seconde lijm alle IC's met de pootjes naar boven op deze backplane. Verbind vervolgens alle IC-pootjes op de door het schema voorgeschreven manier met elkaar met dunne enkeladerige montagedraad. Hiervoor kunt u dezelfde draad gebruiken die ook al aan de orde kwam bij de single hole breadboard methode. Waarom deze methode door het leven gaat met de naam 'dead bug' is duidelijk. Naar het schijnt liggen dode kevers en andere veelpotigen ook met de pootjes naar boven.
In de onderstaande foto ziet u een eenvoudig voorbeeldje van deze techniek.
 |
| Een eenvoudig voorbeeld van de dead bug methode. (© vtwctr.org, geëdit 2021 door Jos Verstraten) |
Ook complexe schakelingen zijn mogelijk
Dat u ook schakelingen met een heleboel DIL-IC's op deze manier kunt opbouwen bewijst onderstaande foto. Hier is een schakeling met 24 ceramische DIL-IC's op de dead bug methode bedraad. Ook bij deze methode zou u voordeel kunnen hebben van een printontwerp-programma op de PC, dat u voorziet van het ratsnest van de schakeling. Dan ziet u meteen welke pennetjes u met welke pennetjes moet verbinden.
 |
| De dead bug methode is ideaal voor schakelingen met vrijwel uitsluitend DIL-IC's. (© derUnholyElectron) |
De solderless breadboarding methode
In feite uitsluitend geschikt voor experimentele schakelingen
De vorige methoden zijn bedoeld voor het maken van één uniek exemplaar van een definitieve schakeling. Die definitieve schakeling moet u uiteraard eerst ontwerpen en daarvoor hebt u een methode nodig waarbij u snel componenten kunt omwisselen voor identieke componenten met afwijkende waarden. De in deze paragraaf beschreven solderless breadboarding methode is daar ideaal voor en vandaar dat wij deze methode in dit artikel tóch beschrijven.
Het solderless breadboard
Een solderless breadboard is een bordje van wit plastic dat u kunt gebruiken om een schakeling tijdelijk op te bouwen. Het bestaat uit kolommen gaatjes waarin u de onderdelen kunt prikken. In alle gaatjes zitten verende metalen klemmetjes en strips die bijvoorbeeld vijf gaatjes van een kolom verbinden. De verende klemmetjes zorgen ervoor dat als u een aansluitdraad van een weerstandje in een gaatje prikt deze draad goed contact maakt met de strip van de betreffende kolom gaatjes. Aan de boven- en onderzijde zijn lange rijen onderling verbonden gaatjes aanwezig voor het verdelen van de voedingsspanningen en de massa. De kolommen met gaatjes zijn genummerd en ertussen is een ruimte overgelaten waarin u DIL-IC's kunt prikken. Aan de onderzijde is soms voor de stevigheid en om alles te aarden een metalen plaatje bevestigd. Dergelijke solderless breadboards zijn niet duur. Het in de onderstaande foto getoonde exemplaar met 400 gaatjes kost slechts € 4,00.
 |
Een voorbeeld van een solderless breadboard. (© allelectronics.com) |
Voor- en nadelen van de solderless breadboarding methode
Het voordeel van een solderless breadboard is dat u een onderdeel snel en zonder solderen kunt vervangen door een met een andere waarde of van een ander type. De nadelen zijn dat er nogal wat grote parasitaire capaciteiten ontstaan waardoor deze methode niet zo geschikt is voor het ontwerpen van HF-schakelingen. Bovendien hebben de verende klemmetje uiteraard overgangsweerstanden en kunnen er bij veelvuldig gebruik slechte contacten ontstaan tussen de klemmetjes en de aansluitdraadjes van de componenten.
De draadbruggetjes bij solderless breadboards
Ook bij deze methode zult u vaak draadbruggetjes moeten gebruiken om een onderdeel op de ene kant van het breadboard te verbinden met een onderdeel op de andere kant. Hiervoor zijn speciale kabeltjes te koop, breadboard jumper wires, die aan weerszijden zijn voorzien van stevige metalen pennetjes die u in de gaatjes van het solderless breadboard kunt prikken. Ook deze jumper wires zij niet duur. De op de onderstaande foto voorgestelde set van 30 stuks jumpers van 15 cm lengte kost slechts € 4,95. Uiteraard zijn deze jumpers in diverse kleuren en lengten leverbaar.
 |
| De breadboard jumper wires die u als draadbruggetjes kunt gebruiken. (© science.shop) |
Een voorbeeld van de solderless breadboard methode
Op de onderstaande foto ziet u een typisch voorbeeld van een ontwerp op een solderless breadboard. Meteen is duidelijk waarom deze methode niet erg geschikt is voor hoogfrequent ontwerp. De lange jumper wires introduceren een grote hoeveelheid parasitaire capaciteiten in uw ontwerp. Hierdoor is het maar helemaal de vraag of, als u het ontwerp overzet naar een definitievere methode met veel kortere verbindingen, de specificaties van uw schakeling identiek zijn.
 |
| Een schakeling op een solderless breadboard. (© tmeeducation.com) |
Het integreren van SMD-componenten op een solderless breadboard
Door diverse fabrikanten worden adapters geleverd waarmee u een SMD-IC kunt opnemen in een solderless breadboard. Dergelijke adapters gaan door het leven onder de naam 'small outline prototyping adapters'.
 |
| Drie voorbeelden van 'small outline prototyping adapters'. (© 2021 Jos Verstraten) |
De pennetjes aan de onderzijde van deze adapters hebben zo'n onderlinge afstand dat zij in de gaatjes van uw solderless breadboard passen. Men heeft voor vrijwel alle soorten SMD-behuizingen dergelijke adapters ontworpen. Het nadeel is dat zij vrij prijzig zijn. U moet een paar euro's neertellen voor dergelijke printjes, een prijs die in schril contrast staat met de prijs van een solderless breadboard.
Koop uw rheostaten bij Amazon