브레드보드

Breadboard
이 기사는 전자제품에 관한 것이다.다른 용도는 브레드보드(동음이의)를 참조하십시오.
400 포인트 무땜 브레드보드
0.1인치(2.54mm) 홀간격 400포인트 프린트회로기판(PCB) 브레드보드

브레드보드, 무땜 브레드보드, 프로토보드 또는 터미널 어레이 보드는 전자회로의 반영구적인 프로토타입을 만드는 데 사용되는 구성 기반입니다.스트립보드(Veroboard)와 달리 브레드보드는 선로를 납땜하거나 파괴할 필요가 없으므로 재사용할 수 있습니다.이러한 이유로, 브레드보드는 학생들과 기술 교육에서도 인기가 있다.

소형 아날로그 및 디지털 회로에서 완전한 중앙 처리 장치(CPU)에 이르기까지 다양한 전자 시스템을 브레드보드를 사용하여 프로토타입으로 만들 수 있습니다.

보다 영속적인 회로 접속 방법에 비해 현대의 브레드보드는 높은 기생 캐패시턴스, 비교적 높은 저항, 그리고 덜 신뢰할 수 있는 접속을 가지고 있으며, 이러한 접속은 밀림 및 물리적 성능 저하에 노출될 수 있습니다.시그널링은 약 10MHz로 제한되어 있으며, 그 주파수보다 훨씬 낮은 주파수에서도 모든 것이 정상적으로 동작하는 것은 아닙니다.

역사

목재 블록의 교육 회로
시그널사가 제작한 1920년대 TRF 라디오는 나무 빵판 위에 제작되었습니다.
전자제품 구조에서 "Breadboard"를 사용하는 예.QST 매거진 1922년 8월

라디오 초창기, 아마추어는 나무판(흔히 말 그대로 빵을 썰기 위한 판자)에 구리선이나 단자 스트립을 못질하고 [1]전자 부품을 납땜했습니다.경우에 따라서는 처음에 단자 배치 가이드로 종이 개략도를 보드에 부착한 후, 개략도의 기호 위에 컴포넌트와 와이어를 설치하기도 했습니다.썸택이나 작은 못을 설치 기둥으로 사용하는 것도 일반적이었다.

브레드보드는 시간이 지남에 따라 발전해 왔으며, 현재는 모든 종류의 시제품 전자기기에 사용되고 있다.예를 들어, 미국 특허 3,145,483은 [2]1961년에 출원되었으며 스프링과 기타 설비가 장착된 목판 빵판을 기술하고 있다.미국 특허 3,496,[3]419는 1967년에 출원되었으며 특정 프린트 회로 기판의 레이아웃을 프린트 회로 브레드보드라고 부릅니다.두 예 모두 다른 유형의 브레드보드를 선행 기술로 언급하고 설명합니다.

오늘날 가장 일반적으로 사용되는 빵판은 보통 흰색 플라스틱으로 만들어지며 플러그가 가능한 (납땜이 없는) 빵판입니다.그것은 1971년 [4]로널드 J. 포르투갈에 의해 디자인되었다.

설계.

현대식 솔더리스 브레드보드 소켓(Ronald J Portal for E&L Instruments, Derby CT)은 다공성 플라스틱 블록으로 구성되어 있으며, 다공성 아래에 수많은 주석 도금 인광 청동 또는 니켈 은 합금 스프링 클립이 있습니다.클립은 종종 타이 포인트 또는 컨택 포인트라고 불립니다.동점 포인트의 수는 종종 브레드보드의 사양에 기재되어 있습니다.

클립 사이의 간격(리드 피치)은 일반적으로 0.1인치(2.54mm)입니다.듀얼 인라인 패키지(DIP)의 집적회로(IC)를 삽입하여 블록의 중심선을 가로지르게 할 수 있습니다.콘덴서, 저항기, 인덕터와 같은 개별 컴포넌트의 리드선과 상호접속 와이어를 나머지 빈 구멍에 삽입하여 회로를 완성할 수 있습니다.IC가 사용되지 않는 경우, 개별 컴포넌트와 연결 와이어는 어떤 구멍도 사용할 수 있습니다.일반적으로 스프링 클립의 정격 전압은 5V에서는 1암페어, 15V에서는 0.333암페어입니다.판자의 가장자리에는 수컷과 암컷의 도브테일 홈이 있어 판자를 함께 잘라 큰 빵판을 형성할 수 있다.

버스 및 터미널 스트립

버스 스트립이 없는 단자 스트립으로만 구성된 브레드보드
양쪽에 이중 버스 스트립이 있는 납땜 없는 브레드보드
납땜이 없는 빵판 스트립 내부

납땜 없는 빵판은 빵판 내부의 금속 스트립으로 핀과 핀을 연결합니다.전형적인 무땜 빵판의 레이아웃은 스트립이라고 불리는 두 가지 종류의 영역으로 구성되어 있습니다.스트립은 상호 연결된 전기 단자로 구성됩니다.

단자 스트립
대부분의 전자 구성 요소를 고정하는 주요 영역입니다.빵판의 단자대 중간에는 일반적으로 긴 변에 평행하게 칼집이 나 있다.노치는 단자 스트립의 중심선을 표시하고 중심선을 가로지르는[citation needed] DIP IC에 제한된 공기량(냉각)을 제공합니다.노치 오른쪽과 왼쪽에 있는 클립은 각각 반경 방향으로 연결되어 있습니다.일반적으로 노치 양쪽의 5개의 클립(5개의 구멍 아래)이 전기적으로 연결되어 있습니다.노치 왼쪽에 있는 5개의 열은 종종 A, B, C, D 및 E로 표시되고 오른쪽에 있는 열은 F, G, H, I 및 J로 표시됩니다.핀열 사이에 0.3인치(7.6mm)의 간격이 있는 일반적인 DIP-14나 DIP-16 등)를 브레드보드에 꽂으면 칩 한쪽 핀은 다른 쪽 핀은 F쪽 컬럼노치(Column)에 들어가도록 되어 있습니다.행은 1부터 브레드보드 설계의 개수까지의 숫자로 식별됩니다.대부분의 브레드보드는 미니, 하프 및 풀 구성으로 각각 17, 30 또는 64열을 수용할 수 있도록 설계되었습니다.
버스 스트립
전자 부품에 전원을 공급합니다.버스 스트립에는 보통 접지용과 전원 전압용 두 개의 컬럼이 있습니다.단, 일부 브레드보드에서는 긴 면마다 1기둥 배전버스 스트립만 제공됩니다.일반적으로 전원 전압용 행은 빨간색으로 표시되고 접지용 행은 파란색 또는 검은색으로 표시됩니다.일부 제조업체는 모든 단자를 한 열에 연결합니다.예를 들어 25개의 연속된 터미널 그룹을 한 열에 연결하기만 하는 경우도 있습니다.후자의 설계에 의해 회로 설계자는 전원장치 버스의 크로스톡(유도 결합 노이즈)을 보다 효과적으로 제어할 수 있습니다.버스 스트립 내의 그룹은 종종 색상 표시의 틈새로 나타납니다.버스 스트립은 일반적으로 단자 스트립의 한쪽 또는 양쪽 또는 단자 스트립 사이를 통과합니다.대형 브레드보드에서는 종종 단자 스트립의 상단과 하단에 추가 버스 스트립이 있습니다.전원 버스 스트립에는 두 가지 공통 정렬이 있습니다.약 30줄의 소형 보드에서 전원 버스용 구멍은 신호 구멍 사이에 정렬되어 있는 경우가 많습니다.약 63줄의 대형 보드에서는 전원 버스 스트립 홀이 신호 홀과 정렬되어 있는 경우가 많습니다.이것에 의해, 1개의 보드 타입에 대응한 악세사리가 다른 타입과 호환성이 없게 됩니다.예를 들어 일부 Lasberry Pi GPIO/브레드보드 어댑터는 오프셋 정렬된 전원 핀을 사용하기 때문에 전원 버스 행이 정렬된 브레드보드에 맞지 않습니다.공식적인 기준이 없기 때문에 사용자는 특정 모델의 브레드보드와 특정 액세서리의 호환성에 각별한 주의를 기울일 필요가 있습니다.액세서리 및 브레드보드 공급업체가 사용하는 정렬 사양이 항상 명확한 것은 아닙니다.핀/홀 배열의 근접 사진을 보면 호환성을 판단하는 데 도움이 됩니다.

일부 제조업체는 별도의 버스 및 터미널 스트립을 제공합니다.다른 사람들은 단지 하나의 블록에 둘 다 들어 있는 빵판 블록을 제공한다.종종 빵판 조각이나 한 브랜드의 블록을 함께 잘라 더 큰 빵판을 만들 수 있다.

보다 견고한 변종에서는 금속판 위에 하나 이상의 브레드보드 스트립을 장착한다.일반적으로 이 백킹 시트에는 다수의 바인딩 포스트도 포함됩니다.이러한 포스트를 통해 외부 전원장치를 깔끔하게 연결할 수 있습니다.이런 종류의 빵판은 다루기가 조금 더 쉬울지도 모른다.이 기사의 여러 이미지는 그러한 납땜 없는 브레드보드를 보여준다.

'풀사이즈' 단자 브레드보드 스트립은 일반적으로 약 56~65줄의 커넥터로 구성되어 있으며, 각 열에는 상기의 2세트의 접속 클립(A에서E 및 F에서J)이 포함되어 있습니다.양쪽 버스 스트립과 함께 전형적인 784~910개의 납땜 없는 브레드보드를 구성합니다."소형" 스트립은 일반적으로 약 30줄로 제공됩니다.17열(버스 스트립 없음, 170타이 포인트)의 미니어처 솔더리스 브레드보드가 있지만, 작고 심플한 디자인에만 적합합니다.

점프 와이어

22AWG 점프 와이어의 꼬임(솔리드 팁 포함)

솔더리스 브레드보딩용 점프 와이어(점퍼 와이어라고도 함)는 즉시 사용할 수 있는 점프 와이어 세트로 입수하거나 수동으로 제조할 수 있습니다.후자는 대규모 회선에서는 귀찮은 작업이 될 수 있습니다.즉시 사용할 수 있는 점프 와이어의 품질은 다양하며, 와이어 끝에 작은 플러그를 부착한 것도 있습니다.기성 와이어 또는 사제 와이어용 점프 와이어 재료는 일반적으로 22AWG(0.33mm2)의 고체 구리, 주석 도금 와이어여야 합니다. 단, 와이어 단부에 작은 플러그가 연결되어 있지 않다고 가정합니다.와이어의 끝부분은 벗겨져야 합니다.3⁄16 ~ 5⁄16 인치 (4.8 ~7.9 mm)와이어가 짧게 벗겨지면 보드의 스프링 클립에 접촉하지 않을 수 있습니다(스프링에 절연체가 끼임).벗겨진 와이어가 길수록 보드에 단락이 발생할 가능성이 높아집니다.니들코 플라이어와 핀셋은 특히 붐비는 보드에서 와이어를 삽입하거나 제거할 때 유용합니다.

일관성을 유지하기 위해 다른 색상의 와이어와 색 부호화 규율을 따르는 경우가 많습니다.단, 일반적으로 사용 가능한 색상의 수는 신호 유형 또는 경로의 수보다 훨씬 적습니다.일반적으로 일부 와이어 색상은 전원 전압 및 접지용으로 예약되며(예: 빨간색, 파란색, 검은색), 일부는 메인 신호용으로 예약되며 나머지는 편리한 곳에서 간단히 사용됩니다.즉시 사용할 수 있는 점프 와이어 세트 중에는 와이어의 길이를 나타내기 위해 색상을 사용하는 것도 있지만, 이러한 세트에서는 의미 있는 색상 코드 스키마를 사용할 수 없습니다.

고급 솔더리스 브레드보드

일부 제조업체는 고급 버전의 납땜 없는 브레드보드를 제공합니다.이들은 보통 평평한 케이스에 장착되는 고품질의 브레드보드 모듈입니다.케이스에는 전원장치, 1개 이상의 신호 발생기, 시리얼인터페이스, LED 디스플레이 또는 LCD 모듈, 로직프로브 [6]등 브레드보드용 추가 기기가 포함되어 있습니다.

무땜 브레드보드 모듈은 마이크로컨트롤러 평가보드 등의 장치에 장착되어 있습니다.평가판에 주변 회로를 쉽게 추가할 수 있습니다.

고주파 및 데드 버그

고주파 개발의 경우 금속 브레드보드는 바람직한 납땜 가능한 접지 평면(종종 식각되지 않은 프린트 회로 기판 조각)을 제공합니다. 집적회로는 때때로 브레드보드에 거꾸로 붙어 직접 납땜됩니다.그 외관상 "데드 버그" 구조라고 불리기도 합니다.그라운드 플레인 구조를 사용한 데드 버그의 예는 Linear Technologies 어플리케이션노트에 [7]설명되어 있습니다.

사용하다

칩(SoC) 시대의 시스템에서의 일반적인 용도는 브레드보드에 접속하기에 적합한 헤더 내의 입출력(IO) 핀 배열을 공개하는 사전조립된 프린트회로기판(PCB) 상의 마이크로컨트롤러(MCU)를 취득한 후 MCU의 주변기기 중 하나 이상을 이용하는 시제품회로(일반적/출력 등)이다.(GPIO), UART/USART 시리얼 트랜시버, 아날로그/디지털 변환기(ADC), 디지털/아날로그 변환기(DAC), 펄스 폭 변조(PWM, 모터 제어에 사용), 시리얼 페리페럴 인터페이스(SPI), 또는 I²C.

다음으로 MCU가 테스트, 디버깅 및 회로 프로토타입과의 상호작용을 할 수 있도록 펌웨어가 개발됩니다.고주파 동작은 주로 SoC의 PCB에 한정됩니다.SPI 및 I²C와 같은 고속 인터커넥트의 경우, 이러한 인터커넥트는 저속 디버깅이 가능하며, 나중에 다른 회로 어셈블리 방법을 사용하여 다시 배선하여 최대 속도 동작을 이용할 수 있습니다.하나의 작은 SoC로 대부분의 전기 인터페이스 옵션을 큰 우표보다 약간 큰 폼 팩터로 제공할 수 있습니다.이는 미국 취미 시장(및 다른 곳)에서 몇 달러로 구입할 수 있기 때문에 상당히 정교한 브레드보드 프로젝트를 적은 비용으로 작성할 수 있습니다.

제한 사항

마이크로프로세서를 중심으로 구축된 복잡한 회로
SMD 컴포넌트가 SIP 또는 DIL 어댑터 보드에 납땜된 시제품 마이크 프리암프

비교적 큰 기생 용량은 제대로 닦여진 PCB(인접한 접촉 columns[8]사이에 약 2pF)가 연결 고리의 높은 인덕턴스는 비교적과 매우를 재현할 수 있는 아닌 접촉 저항에 비해 때문에, 땜질할 수 없는 breadboards 작동에 상대적으로 낮은 주파수에서, 보통 이하 10MHz, dependin 제한되어 있다.가세요n 회선의 성질.일부 DC 회로 및 초저주파 회로에서는 비교적 높은 접점 저항이 이미 문제가 될 수 있습니다.땜납 없는 브레드보드는 정격 전압과 전류에 의해 더욱 제한됩니다.

납땜 없는 브레드보드는 일반적으로 표면 실장 기술 장치(SMD) 또는 그리드 간격이 0.1인치(2.54mm) 이상인 구성 요소를 수용할 수 없습니다.또한 커넥터가 이중 인라인 레이아웃과 일치하지 않으면 커넥터가 여러 줄 있는 컴포넌트를 수용할 수 없습니다.올바른 전기 접속을 제공할 수 없습니다.경우에 따라서는 "브레이크아웃 어댑터"라고 불리는 소형 PCB 어댑터를 사용하여 컴포넌트를 보드에 장착할 수 있습니다.이러한 어댑터에는 1개 이상의 컴포넌트가 탑재되어 있으며, 단일 인라인 또는 이중 인라인 레이아웃에 0.1인치(2.54mm) 간격으로 수컷 커넥터 핀이 있어 납땜 없는 브레드보드에 삽입할 수 있습니다.보통 큰 컴포넌트는 어댑터의 소켓에 꽂고 작은 컴포넌트(SMD 저항기 등)는 어댑터에 직접 납땜됩니다.다음으로 어댑터를 0.1인치(2.54mm) 커넥터를 통해 브레드보드에 연결합니다.다만, 어댑터에 컴포넌트를 납땜할 필요가 있기 때문에, 납땜을 사용하지 않는 브레드 보드를 사용하는 메리트는 없어집니다.

매우 복잡한 회로는 대량의 배선이 필요하기 때문에 납땜이 필요 없는 브레드보드에서 관리가 불가능해질 수 있습니다.또, 접속의 플러그와 플러그의 분리도 간단하게 실시할 수 있기 때문에, 잘못해 접속을 방해하기 쉬워져, 시스템의 신뢰성이 높아집니다.수천 개의 연결점이 있는 시스템을 프로토타입으로 제작하는 것은 가능하지만, 신중하게 조립해야 합니다. 따라서 시간이 지남에 따라 접촉 저항이 발생함에 따라 이러한 시스템은 신뢰할 수 없게 됩니다.어느 시점에서는 매우 복잡한 시스템이 보다 신뢰성 높은 상호접속 테크놀로지로 구현되어 사용 가능한 기간에 걸쳐 동작할 가능성이 높아집니다.

대체 수단

와이어 랩 백플레인

프로토타입을 만드는 다른 방법으로는 포인트 투 포인트 구조(원목 브레드보드와 유사), 와이어 랩, 와이어 펜슬 및 스트립보드와 같은 보드가 있습니다.수백만 개의 트랜지스터, 다이오드 및 저항체로 구성된 현대 컴퓨터와 같은 복잡한 시스템은 브레드보드에 배치하고 디버깅하는 것이 어려울 수 있기 때문에 브레드보드를 사용한 프로토타입 제작에는 적합하지 않습니다.

현대 회로 설계는 일반적으로 도식 캡처 및 시뮬레이션 시스템을 사용하여 개발되며, 최초의 프로토타입 회로가 프린트 회로 기판 위에 구축되기 전에 소프트웨어 시뮬레이션에서 테스트됩니다.집적회로 설계는 동일한 프로세스의 보다 극단적인 버전입니다. 실리콘 프로토타입을 제작하는 데는 비용이 많이 들기 때문에 첫 번째 프로토타입을 제작하기 전에 광범위한 소프트웨어 시뮬레이션이 수행됩니다.그러나 RF 회로와 같은 일부 애플리케이션이나 부품의 소프트웨어 모델이 부정확하거나 불완전한 경우에는 프로토타이핑 기법이 여전히 사용됩니다.

한 쌍당 한 개의 구멍이 행에 연결되고 다른 한 개의 구멍이 기둥에 연결되는 네모난 구멍 그리드를 사용할 수도 있습니다.이 같은 모양은 각각 시계 반대/반시계 방향으로 나선형의 행과 열이 있는 원 안에 있을 수 있습니다.


특허

  • 1880년에 출원된 미국 특허 [9]231708 "전기 배전반"
  • 1943년에 제출된 미국 특허 [10]2477653 "주요 전기 훈련 시험판 장치"
  • 1945년에 출원된 [11]미국 특허 2568535 "전기 회로 시연용 보드"
  • 1955년에 출원된 미국 특허 2885602,[12] "모듈러 회로 제작"
  • 1958년에 출원된 미국 특허 3062991 [13]"빠른 탈착 회로 시스템"
  • 1958년에 출원된 미국 특허 2983892 [14]"전기 회로용 조립품 설치"
  • 1960년에 출원된 [15]미국 특허 3085177은 "전기 기기의 건설을 촉진하기 위한 장치"이다.
  • 1960년에 제출된 미국 특허 3078596, [16]"회로 조립 보드"
  • 1961년에 제출된 미국 특허 [2]3145483. "전자 회로 테스트 보드"
  • 1964년에 제출된 미국 특허 [17]3277589 "전기 실험 키트"
  • 1966년에 출원된 미국 특허 3447249 [18]"전자 건물 세트"레이시온 렉트론.
  • 1967년에 출원된 미국 특허 3496419,[3] "인쇄 회로 브레드보드"
  • 1968년에 출원된 미국 특허 [19]3540135 "교육용 훈련 보조 도구"
  • 1971년에 출원된 미국 특허 3733574 [20]"미니처 탠덤 스프링 클립"
  • 1971년에 출원된 미국 특허 D228136,[4] "전자 부품 및 유사품용 브레드보드"모던 브레드보드

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 2007-09-27 Wayback Machine에서 보관된 브레드보드 용어 설명
  2. ^ a b 미국 특허 31454832018-01-23 웨이백 머신에 보관: 1961년 5월 4일에 제출된 "전자 회로 테스트 보드"는 2017년 7월 14일을 회수했습니다.
  3. ^ a b 미국 특허 3496419Wayback Machine에서 보관된 2018-01-23: "인쇄 회로 브레드보드"는 1967년 4월 25일에 제출되어 2017년 7월 14일에 회수되었습니다.
  4. ^ a b 미국 특허 D228136: 1971년 12월 1일 출원된 "전자 부품용 브레드보드"는 2017년 7월 14일을 취득했다.
  5. ^ "Breadboard for electronic components or the like".
  6. ^ 2011-10-09년 웨이백 머신에 보관된 파워드 브레드보드
  7. ^ Linear Technology (August 1991). "Application Note 47: High Speed Amplifier Techniques" (pdf). Retrieved 2016-02-14. AN47-98페이지의 그림 F1부터 F24까지에 표시된 지면 및 기타 프로토타이핑 기법이 있는 데드버그 브레드보드.pp에 브레드보딩에 대한 정보가 있습니다.AN47-26에서 AN47-29로
  8. ^ Jones, David. "EEVblog #568 - Solderless Breadboard Capacitance". EEVblog. Archived from the original on 21 January 2014. Retrieved 15 January 2014.
  9. ^ 미국 특허 24776531880년 8월 31일에 제출된 "전기 배전반"은 2019년 8월 4일을 회수했다.
  10. ^ 미국 특허 2477653웨이백 머신에 보관된 2018-01-23: 1943년 4월 10일에 제출된 "주요 전기 훈련 시험판 장치"는 2017년 7월 14일을 회수했다.
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  13. ^ 미국 특허 30629912018-01-23 웨이백 머신에 보관: 1958년 9월 8일에 제출된 "빠른 탈착 회로 시스템"은 2017년 7월 14일을 회수했습니다.
  14. ^ 미국 특허 29838922018-01-23 웨이백 머신에 보관: 1958년 11월 14일에 제출된 "전기 회로용 마운트 어셈블리"는 2017년 7월 14일에 회수되었습니다.
  15. ^ 미국 특허 30851772018-01-23 Wayback Machine 아카이브: 1960년 7월 7일에 제출된 "전기 기기 건설을 용이하게 하는 장치"는 2017년 1월 14일을 회수했다.
  16. ^ 미국 특허 30785962018-01-23 웨이백 머신에 보관: 1960년 11월 21일에 제출된 "서킷 어셈블리 보드"는 2017년 1월 14일을 회수했다.
  17. ^ 미국 특허 3277589Wayback Machine에서 보관된 2018-01-23: 1964년 11월 5일에 제출된 "전기 실험 키트"는 2017년 7월 14일을 회수했습니다.
  18. ^ 미국 특허 3447249: 1966년 5월 5일 출원된 "전자 건물 세트"는 2017년 1월 14일을 취득했다.
  19. ^ 미국 특허 3540135: 1968년 10월 11일에 제출된 "교육용 트레이닝 보조 도구"는 2017년 7월 14일에 회수되었습니다.
  20. ^ 미국 특허 3733574:1971년 6월 23일에 제출된 "미니처 탠덤 스프링 클립"은 2017년 1월 14일을 회수했다.

외부 링크

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