بردبورد چیست ؟

بردبورد چیست و کاربرد BreadBoard

این مقاله به بخش های زیر تقسیم میشود

• انواع برد(یا بورد)های الکترونیکی
• توضیحات ابتدایی در مورد بردبورد
• اجزای مختلف بردبورد
• مراحل اجرای نمونه ی اولیه با بردبورد
• نحوه ی کار با بردبورد(به همراه خلاصه مطلب)
• پروژه های انجام شده با برد بورد

انواع بردهای الکترونیکی

Stripboard یا استریپ بورد ها(فیبرسوراخ دار):

ستریپ بوردها برای ساخت مدارهای کوچک عالی هستند و همچنین این قابلیت وجود دارد که برای داشتن سوراخ‌های بیشتر در پروژه‌های پیچیده از تعداد بیشتری از آن‌ها استفاده کرد. همچنین، نیاز به انجام طرح‌های پیچیده‌تر مدار، منجر به تغییراتی در اندازه استاندارد آن‌ها شده است. این تغییرات عبارتند از: Tripad و +perf. بورد TriPad یک استریپ بورد با مسیرهای رسانای شکسته یا مقطعی است. اما برای استفاده از این برد ها با لحیم کاری سرو کار داریم و برای ساخت مدار مورد نظر خود باید قطعات و اتصالات را به بورد لحیم کنیم.

Wire Wraps یا سیمم پیچ ها:

در ابتدا برای تغذیه خطوط تلفن ساخته شدند و موفقیت‌های ثبت‌شده در آن کاربرد منجر به استفاده آن‌ها با بوردهای مدار شد. به همین دلیل است که امروزه ما این گزینه را داریم که با یک بورد وایر رپ کار کنیم تا از مزایای آن بهره ببریم. وایر رپ شامل یک بورد است که سوکت‌هایی روی آن نصب شده است. سوکت‌ها و اجزایی که بورد پشتیبانی می‌کنند، از طریق چندین لایه سیم پیچیده‌شده حول قطعات، سوکت‌ها و پایانه‌ها به هم متصل می‌شوند. این سیم‌ها را می‌توان با دست یا ماشین پیچاند و آن را به یک برد مدار بدون لحیم‌کاری تبدیل کرد. اما از لحاظ کاربردی بیشتر در مدارات ماکروویو و ابرراینه ها مورد استفاده قرار میگیرند و انجام کارها با سایر بردها نسبت به این بردها بسیار ساده تر است!

برد مدار چاپی (PCB):

کمتر کسی است که در دنیای امروز با بردهای مدارچاپی آشنا نباشد.برد مدار چاپی (Printed Circuit Board) یا PCB است که طبیعت سازگار، انعطاف‌پذیری طراحی و سهولت استفاده، آن را به گزینه‌ای ارجح برای اکثر مهندسان برق، تولیدکنندگان و علاقه‌مندان تبدیل کرده است. به همین دلیل است که ده‌ها ابزار طراحی PCB وجود دارد. برد مدار چاپی متشکل از اتصال مسیرهای مسی حک‌شده روی بورد است. سپس قطعات الکتریکی بر اساس طرح شماتیک بر مسیرهای روی بورد لحیم می‌شوند.PCB به نوعی شبیه کیک لایه‌ای یا لازانیا است و لایه‌هایی از مواد مختلف دارد که با گرما و چسب به هم چسبانده می‌شوند تا نتیجه یک جسم واحد باشد.اما این برد به دلیل اینکه بعد از طراحی آن در نرم افزارهای الکترونیک فقط برای یک مدار خاص تولید میشود برای دانشجویان و یا مقالات آموزشی یا استفاده های گوناگون بدون خرید مدارهای متفاوت گزینه ی مناسبی نمیباشند.

بردبوردها یا BreadBoards:

برد بورد بردی است که ساخت مدارهای الکترونیکی را بدون نیاز به لحیم کردن قطعات تسهیل می کند. بردبورد در اصل یک تخته پلاستیکی تخت با ردیف‌هایی از سوکت‌ها و سوراخ‌های به هم پیوسته است که امکان نمونه‌سازی سریع و آسان مدارها را فراهم می‌کند.بردبورد یکی از قطعات اصلی ما برای طراحی ساخت و ازمایش مدارهای الکترونیکی است. برد بورد قطعه ای است که به ما کمک میکند تا قطعات مختلف را از جمله ماژول ها و IC ها و سنسور ها و به طور کلی تمامی قطعاتی که در طراحی و ساخت یک مدار الکترونیکی نیاز داریم به کمک آن به یک مدار واحد تبدیل کرده و اتصالات بین قطعات و نحوه ی اتصال آنها(موازی یا سری)را برقرار سازیم.

توضیحات ابتدایی بردبورد

این نوع بردها به‌عنوان یک ابزار عالی برای نمونه‌سازی اولیه مدارها مورد استفاده قرار می‌گیرند. به همین دلیل است که این بردها معمولاً توسط دانش‌آموزان و دانشجویان و افراد تازه‌کاری که به لوازم الکترونیکی علاقه دارند مورد استقاده قرار می‌گیرند. دلیل محبوبیت بردبوردها در تست مدارها به این دلیل است که هنگام کار با برد بود نیازی به لحیم کردن هیچ قطعه‌ای نیست. بنابراین تمام قطعات یک مدار برد بورد می‌توانند در پروژه‌های دیگر مورد استفاده مجدد قرار گیرند و این یعنی برد بردها بهترین گزینه برای افرادی هستند که به دنیای آردوینو و رباتیک قدم میگذارند.

در پروژه های آردوینو، سایر بردهای امبدد(بردهای توسعه) مانند Nodemcu و استفاده از تراشه های میکرو AVR عملا بدون استفاده از برد بورد و اتصال قطعات به یکدیگر پیچیدگی و بی نظمی در مدار پدید می‌آید. در بسیاری از پروژه به دلیل استفاده از چندین ورودی و خروجی با کاهش تغذیه در مدار رو به رو هستیم که در برد بورد دو نوار مستقل فقط برای تامین ولتاژ در نظر گرفته شده است و تمامی ردیف ها با یکدیگر ارتباط داشته و کار برای ما آسان تر می‌شود. همچنین در صورتیکه بخواهیم ار پروتکل هایی مانند I2C در مدار استفاده کنیم توسط برد بورد میتوانیم تا ۵ قطعه با رابط I2C را در یک ردیف قرار داده و اتصال دهیم. همچنین ظاهر و پروتوتایپ پروژه بخش اصلی یک مدار الکترونیکی است که این نیاز فقط از طریق برد بورد برای ما تامین می‌شود.

اجزای مختلف بردبورد

نوارهای باس(ریل های تغذیه): نیاز ابتدایی هر مداری منبع تغذیه ی مدار است برای این منظور طراحان برد بورد نوارهای باس (Bus Streip) که با رنگ آبی و قرمز و یا مشکی و قرمز مشخص میشوند برای تغذیه ی مدار اختصاص داده اند. این نوار ها که معمولا در هر دو طرف برد بورد تعبیه شده اند بر خلاف جهت نوار های دیگر و به صورت سرتاسری از یک سوی برد بورد به سوی دیگر آن کشیده شده اند. در تصویر زیر میتوانید نوار های باس را مشاهده کنید.

نوارهای ترمینال:اگر لایه ی رویی برد بورد را جدا کنیم و به بردبوردها دقت کنیم میبینیم که تعدادی نوار مسی در برد بورد ها تعبیه شده اند. تعدادی از این نوار های مسی که در واقع همان نوارهای باس هستند به صورت یکپارچه و نوار های دیگر که با فاصله از آن ها در مرکز برد قرار دارند به صورت جدا از هم و در جهت عمود بر نوار های باس قرار دارند که به هر کام از این نوار ها نوار های ترمینال یا Terminal Strip گفته میشود. این نوارها در واقع برای اتصال قطعات مختلف الکترونیکی و ماژول ها و… استفاده میشود. حال به تصویر زیر دقت کنید میبینید که بر روی هر کدام از نوارها 5 سوراخ وجود دارد که پایه ی قطعات یعنی در واقع محل اتصال قطعات الکترونیکی به برد هستند.

همانطور که در تصویر مشخص است تعداد سوراخ ها ۱۰ عدد است اما توسط نوار میانی ارتباط بین آن ها قطع شده و این جداسازی ارتباط برق بین دو طرف را محدود می‌کند و از نظر الکتریکی به یکدیگر متصل نیستند. زمانیکه بخواهید از یک پایه در برد بورد چندین اشتراک بگیرید، از ردیف های زرد و سبز بایستی استفاده کنید. هر خانه از برد بورد فقط به صورت ردیفی با یکدیگر مشترک هستند و به صورت ستونی ارتباطی با یکدیگر ندارند.

گفتیم در ساختار برد بوردها جدا از ردیف های افقی، دارای نوارهایی هستند که به طور عمودی در امتداد کناره ها حرکت می کنند. این نوارهای فلزی به یکدیگر متصل بوده و برق و یا همان تغذیه مدار را تامین می‌کند. یکی از نوارها با علامت + با رنگ قرمز و نوار دیگر با علامت – و با رنگ آبی یا مشکی مشخص میشود. همچنین توجه داشته باشید نوارهای پاور تغذیه در دو ردیف راست و چپ به یکدیگر متصل نیستند. جهت اتصال دو نواربه یکدیگر کافیست از یک سیم کمک بگیرید و دو ردیف را توسط دو سیم برای GND , VCC به یکدیگر متصل کنید.

سطر و ستون بردبورداگر با دقت بر روی برد بورد ها نگاه کنید متوجه میشوید که سطرها و ستون های بردبورد دارای شماره گذاری و حرف گذاری هستند. ستون ها از a تا j و سطرها از ۱ تا ۳۰ شماره گذاری شده است. شماره گذاری ها با هدف راهنمایی در هنگام ساخت پروتوتایپ بر روی برد بورد هک و ایجاد شده است.

هنگام استفاده از برد بورد متوجه خواهید شد که بعد از نصب چند قطعه بر روی آن مداربه سرعت پیچیده شده و فقط یک اتصال سیم اشتباه میتواند تمام پروژه را از بین ببرد. با دانستن ردیف مورد نظر به جای دنبال کردن مسیر از روی پروتوتایپ اتصالات بسیار ساده تر خواهد بود. یروتوتایپ یا نمونه سازی اولیه کمک شایانی به روند اجرای پروژه و بررسی ایرادها و حتی توسعه مدار را در اخیتار ما قرار میدهد. برای مبتدیان ، تست پروژه و بررسی خطاها یک امتیاز ویژه است. علاوه بر این با توجه به اینکه در مرحله ی آخر در پروژه های الکترونیک با لحیم کاری پروژه بسته می‌شود در این مرحله تمامی ایرادها یک به یک بررسی و جایگزین های احتمالی انجام می‌شود.

مراحل اجرای نمونه ی اولیه با بردبورد

برای استفاده از برد برد، با ریل های تغذیه در دو طرف برد شروع کنید. گفتیم که این ریل ها معمولاً با خطوط قرمز و آبی مشخص می شوند و برای تامین برق مدار استفاده می شوند آن ها را باید به سر مثبت و منفی منبع تغذیه متصل کنید یعنی ابتدای نوار قرمز را به سر مثبت منبع تغذیه و ابتدای نوار آبی و یا مشکی را به سر منفی متصل کنید.( اما با توجه به نوع منبع تغذیه ای ک استفاده میکنید اطمینان حاصل کنید که تا انجام آخرین مرحله جریانی به مدار وارد نشود یعنی برای مثال باتری ها را در جای خود قرار ندهید تا تمام مراحل انجام شود). سپس اجزای مختلف مانند مقاومت ها، خازن ها، ال ای دی ها و مدارهای مجتمع را در سوراخ ها و سوکت های روی برد وارد کنید. مطمئن شوید که نمودار شماتیک مداری را که می خواهید بسازید به درستی دنبال میکنید.هنگامی که تمام اجزا در جای خود قرار گرفتند، آنها را با استفاده از سیم های جامپر متصل کنید. این سیم ها را می توان به سوراخ های روی برد وارد کرد و برای ایجاد اتصالات الکتریکی بین قطعات استفاده کرد. در نهایت منبع تغذیه را  مدار را تست کنید تا ببینید کار می کند یا خیر.

نحوه ی کار با بردبورد (به همراه خلاصه مطلب)

درک چیدمان بردبورد:

بردبورد تخته ای پلاستیکی با سوراخ ها یا سوکت های متعدد است که به صورت شبکه ای به هم متصل شده اند. می توان آن را به دو نیمه – بالا و پایین تقسیم کرد. هر نیمه شامل دو ستون سوکت است که هر ستون شامل 30 سوکت است. سوکت ها یا سوراخ ها معمولا با رنگ های مختلف مشخص می شوند.

شناخت قسمت های مختلف بردبورد:

بردبورد از چند قسمت تشکیل شده است. ریل های برق دو نوار بلند در سمت چپ و راست تخته نان هستند. آنها معمولا به رنگ قرمز و آبی هستند. آنها وسیله ای برای تامین برق مدار شما فراهم می کنند. بخش مرکزی تخته نان شامل ردیف هایی از سوکت است. هر ردیف از 5 سوکت تشکیل شده است. این ردیف ها معمولاً با اعداد یا حروف مشخص می شوند.

مدار خود را برنامه ریزی کنید:

قبل از راه اندازی مدار خود، باید نمودار مدار را برنامه ریزی کنید. می توانید شماتیک خود را روی کاغذ بکشید یا از ابزارهای آنلاینی استفاده کنید که شبیه سازی بردبورد را ارائه می دهند.

اجزای خود را در بردبورد قرار دهید: هنگامی که مدار خود را برنامه ریزی کردید، شروع به قرار دادن اجزای خود در سوکت های برد برد کنید. اطمینان حاصل کنید که سرهای قطعات به طور ایمن در سوکت ها قرار می گیرند. برای اجزای پین چندگانه مانند آی سی، اطمینان حاصل کنید که هر پین به سوکت صحیح می رود.

اجزای خود را به هم متصل کنید: هنگامی که همه اجزای خود را در جای خود قرار دادید، شروع به اتصال آنها به یکدیگر کنید. می توانید از سیم های جامپر برای اتصال اجزای قرار گرفته در ردیف ها یا ستون های مختلف استفاده کنید. همچنین می توانید از ریل های برق برای تامین برق قطعات خود استفاده کنید.

مدار خود را تست کنید: پس از اتصال تمام اجزای خود، مدار خود را تست کنید. مطمئن شوید که به درستی و همانطور که انتظار می رود کار می کند.

تنظیمات را انجام دهید: اگر مدار شما به درستی کار نمی کند، ممکن است نیاز به تنظیمات داشته باشید. ممکن است لازم باشد تمام اتصالات را بررسی کنید تا مطمئن شوید که آنها ایمن و درست قرار گرفته اند. همچنین ممکن است لازم باشد اجزای خود را دوباره بررسی کنید تا مطمئن شوید که اجزای صحیح با مقادیر صحیح هستند.

به طور خلاصه، کار با برد برد شامل درک چیدمان، دانستن قسمت‌های مختلف برد برد، برنامه‌ریزی نمودار مدار، قرار دادن اجزا، اتصال اجزا به یکدیگر، آزمایش مدار و انجام تنظیمات است.

مقاله های انجام شده با بردبورد

شما میتوانید برای مطالعه ی بهتر و درک عمیق تر این مقاله به مقاله هایی که در سایت چالیک با بردبورد آموزش داده شده اند مراجعه کنید.

بدین منظور لینک تمامی مقالات و پروژه هایی که با برد بورد تهیه شده اند در قسمت زیر قرار دارد( تمامی پروژه ها در طول زمان به طور مرتب به روز رسانی میشوند)

در قسمت زیر میتوانید نظرات و پیشنهادات خود را با ما در میان بگذارید: