چگونه از بردبورد breadboard استفاده کنیم؟

بردبورد breadboard

بردبورد (Breadboard) که معمولاً ما ایرانی‎ها آن را بِردبُورد تلفظ می‎کنیم یکی از اساسی‎ترین ابزارهایی است که در یادگیری و طراحی مدارهای الکترونیکی مورد استفاده قرار می‎گیرد.

در این مقاله به شما خواهیم گفت که بردبورد breadboard اساساً چیست، چرا آن را Breadboard (تخته‎ی نان!) نامیده‎اند و چگونه باید از آن استفاده کنیم. پس از مطالعه‎ی این مقاله شما یک دانش اولیه از نحوه‎ی عملکرد بردبورد بدست خواهید آورد و خواهید توانست که مدارهای ساده را روی آن پیاده‎سازی کنید.

تاریخچه

تا پیش از سال 1960 میلادی اگر شما می‎خواستید یک مدار ایجاد کنید به احتمال زیاد باید از روشی به نام Wire-Wrap (سیم‎پیچ کردن) استفاده می‎کردید. در این روش شما صفحه‎ای به نام perfboard یا protoboard داشتید که روی آن تعدادی میله‎ی رسانای عمود بر صفحه قرار داشت؛ شما می‎بایست برای اتصال دو میله‎ی مورد نظرتان دور آن دو سیم می‎پیچیدید.

همان طور که در شکل زیر می‎بینید مدارهایی که به این روش ساخته می‎شدند.

 

این نام از کجا آمده است؟

شاید وقتی نام بردبورد breadboard را در ذهن خود مجسم می‎کنید، یک تخته‎ی بزرگ چوبی که یک قرص بزرگ نان تازه روی آن قرار دارد به نظرتان خواهد رسید. خُب، راستش را بخواهید زیاد هم تصور اشتباهی نداشته‎اید!

 

 

پس چرا ما به ابزاری که با آن مدارهای الکترونیکی را ایجاد می‎کنیم، Breadboard (تخته‎ی نان) می‎گوییم؟ سال‎ها پیش، وقتی که قطعات و ادوات الکترونیکی بسیار بزرگ و زمخت بودند، مردم برای اینکه مدارهای مورد نظرشان را بسازند می‎بایست تخته‎های نان مادرانشان را جمع می‎کردند و به همراه تعدادی سوزن و پونز و مقداری سیم، اتصالات مورد نظرشان را ایجاد می‎کردند.

پس از مدتی قطعات الکترونیک کوچک و کوچک‎تر شدند و ما به ایده‎های بهتری برای ایجاد مدارها رسیدیم که موجب شد مادران در تمام دنیا از بازپس‎گیری تخته‎های نانشان بسیار مشعوف و شادمان شوند. هر چند که همچنان همان نام گیج‎کننده سر جایش باقی مانده است اما از این پس به جای تخته‎های نان درباره‎ی بردبوردهای نوین بحث خواهیم کرد.

چرا باید از بردبورد استفاده کنیم؟

وقتی از یک بردبورد الکترونیکی صحبت می‎کنیم در حقیقت منظورمان بردبورد بدون لحیم است. این وسیله ابزاری برای ایجاد مدارهای آزمایشی است که نیاز به هیچ گونه لحیم‎کاری ندارد.

پیش‎نمونه‎سازی (Prototyping) فرایندی است با هدف آزمایش یک ایده، که طی آن یک نمونه‎ی اولیه از چیزی که قرار است در نهایت ساخته شود ایجاد می‎گردد. بردبورد یکی از ابزارهایی است که در این فرایند مورد استفاده قرار می‎گیرد. اگر شما درباره عملکرد یک مدار تحت یک شرایط خاص مطمئن نیستید، بهتر است یک پیش‎نمونه (Prototype) از آن ایجاد کنید و روی آن آزمایش انجام دهید.

برای آن‎هایی که به تازگی با الکترونیک و طراحی مدار آشنا شده‎اند، بردبورد بهترین ابزار برای شروع است. جذابیت واقعی بردبورد در این است که شما می‎توانید ساده‎ترین مدارها تا پیچیده‎ترین مدارها را روی آن پیاده کنید. شما در ادامه‎ی این مقاله خواهید دید که اگر مدار مورد نظر شما از یک حدی بزرگ‎تر شود و قابل پیاده‎سازی روی یک بردبورد نباشد، می‎توانید چندین بردبورد را به هم وصل کنید و مدار خود را هر چقدر هم که بزرگ و پیچیده باشد روی آن پیاده‎سازی کنید.

کاربرد های دیگر

کاربرد دیگر بردبورد این است که شما می‎توانید قطعات جدید مثل آی‎سی‎های مختلف را روی آن تست کنید. وقتی شما می‎خواهید نحوه‎ی عملکرد یک قطعه را بررسی کنید، مجبورید مدام نحوه‎ی اتصالات آن را تغییر دهید، در این شرایط طبیعتاً علاقه‎ای نخواهید داشت که در هر مرتبه اتصالات مورد نظرتان را لحیم کنید.

همان طور که اشاره شد، شما همیشه نمی‎خواهید مدارتان دائمی و تغییرناپذیر باشد. اعضای تیم فنی تابین در اکثر موارد برای عیب‎یابی مدارات الکترونیکی که مشتریان در اختیار ما می‎گذارند سعی می‎کنند تا مداری مشابه همان مدار را روی بردبورد پیاده کنند و سپس به آزمایش، تحلیل و عیب یابی آن بپردازند.

ساختار یک بردبورد breadboard

 

بهترین روش برای تشریح نحوه عملکرد بردبورد این است که آن را باز کنیم و به ساختار داخلی آن نگاهی بیندازیم.

نوارهای ترمینال

اگر یک بردبورد را بردارید و لایه‎ی پشت آن را جدا کنید ردیف‎های زیادی نوار فلزی موازی مطابق شکل زیر خواهید دید.

 

سر نوارهای فلزی حالتی شبیه به گیره دارد که در زیر سوراخ‎های پلاستیکی قرار گرفته است. این گیره‎ها باعث می‎شوند تا سر سیم یا پایه‎ی یک قطعه‎ی الکترونیکی در داخل سوراخ‎ محکم سر جای خود بماند.

 

اگر شما پایه‎ی یک قطعه‎ی الکترونیکی را در یکی از سوراخ‎های یک ردیف وارد کنید، آن پایه، به تمام سوراخ‎های موجود در آن ردیف از لحاظ الکتریکی وصل خواهد شد.

توجه داشته باشید که

فقط 5 گیره (سوراخ متصل به هم) در یک نوار وجود دارد. این تعداد تقریباً در تمام بردبوردها ثابت است. بنابراین شما حداکثر می‎توانید 5 پایه را در یک ردیف به هم وصل کنید. بدون توجه به شیاری که در وسط بردبورد وجود دارد، هر ردیف دارای 10 سوراخ است؛ پس چرا ما فقط می‎توانیم 5 پایه را به هم وصل کنیم؟ دلیل این است که شیاری در وسط بردبورد وجود دارد که یک نیمه از بردبورد را از نیمه‎ی دیگر از لحاظ الکتریکی ایزوله می‎کند. درباره‎ی علت وجود این شیار و کاربرد آن در ادامه بحث خواهیم کرد.

07- بردبورد breadboard

07- بردبورد breadboard

خطوط تغذیه

تا اینجا دیدیم اتصالات روی بردبورد چگونه شکل گرفته‎اند، حالا نگاهی به یک بردبورد بزرگ‎تر و رایج‎تر می‎اندازیم. در کنار ردیف‎های افقی، بردبوردها معمولاً دارای خطوطی عمودی به نام خطوط تغذیه هستند.

 

ساختار خطوط تغذیه نیز مشابه نوارهای ترمینال افقی است با این تفاوت که تمام سوراخ‎های هر خط تغذیه همگی به هم وصل هستند.

البته در برخی از بردبوردها هر خط تغذیه به دو بخش جدا از هم تقسیم شده است.

 

هنگام ایجاد یک مدار، شما در نقاط مختلف به تغذیه نیاز خواهید داشت.

خطوط تغذیه این امکان را به شما می‎دهند تا هر کجا که به تغذیه نیاز داشتید یک انشعاب از خطوط تغذیه بگیرید.

  • معمولا در بردبوردهای مرغوب، خطوط تغذیه با علامت‎های  و + و همچنین با رنگ‎های قرمز، آبی یا سیاه مشخص شده‎اند.
  • رنگ قرمز نشان دهنده‎ی سطح ولتاژ مثبت‎تر و رنگ آبی یا سیاه نشان دهنده‎ی سطح ولتاژ منفی‎تر است.

بهتر است بدانید

هر چند هیچ اجباری وجود ندارد که شما ولتاژ مثبت را به خطوط قرمز یا + و ولتاژ منفی را به خطوط آبی یا – وصل کنید. همچنین توجه داشته باشید که خطوط تغذیه‎ی بالای بردبورد با خطوط تغذیه‎ی پایین بردبورد اتصال ندارند و در صورت نیاز باید آن‎ها را با سیم به همدیگر وصل کنید.

 

09- بردبورد breadboard

09- بردبورد breadboard

هنگام ایجاد یک مدار، شما در نقاط مختلف به تغذیه نیاز خواهید داشت.

خطوط تغذیه این امکان را به شما می‎دهند تا هر کجا که به تغذیه نیاز داشتید یک انشعاب بگیرید.

معمولا در بردبوردهای مرغوب، خطوط تغذیه با علامت‎های  و + و همچنین با رنگ‎های قرمز، آبی یا سیاه مشخص شده‎اند. رنگ قرمز نشان دهنده‎ی سطح ولتاژ مثبت‎تر و رنگ آبی یا سیاه نشان دهنده‎ی سطح ولتاژ منفی‎تر است.

 

10- بردبورد breadboard

10- بردبورد breadboard

 

پشتیبانی از قطعات DIP

پیش از این گفتیم که در وسط بردبورد شیاری وجود دارد که دو نیمه‎ی بردبورد را از یکدیگر ایزوله می‎کند. این شیار نقش بسیار مهمی را ایفا می‎کند. بسیاری از آی‎سی‎ها طوری ساخته می‎شوند که قابل نصب بر روی بردبورد باشند. برای اینکه این آی‎سی‎ها کمترین فضا را در بردبورد اشغال کنند در قالب ساختاری به نام Dual in-line Package یا همان DIP تولید می‎شوند.

  • پایه‎های آی‎سی‎های DIP از دو طرف بیرون آمده‎اند و فواصل آن‎هادقیقاً بر سوراخ‎های بردبورد در دو طرف شیار منطبق می‎شوند.
  • پایه‎های دو طرف آی‎سی عملکردهای متفاوتی دارند و نباید به هم وصل باشند؛
  • این دقیقاً همان کاری است که شیار میانی بردبورد انجام می‎دهد و مانع از اتصال پایه‎های دو طرف آی‎سی می‎شود.

 

11- بردبورد breadboard

11- بردبورد breadboard

 

ویژگی‎های دیگر

گاهی اوقات مدار شما به قدری بزرگ است که یک بردبورد برای پیاده‎سازی آن کفایت نمی‎کند.

بردبوردها در اطراف خود تعدادی خار  دارند.می‎توانید به کمک آن‎ها مدار خود را گسترش دهید.

12- بردبورد breadboard

12- بردبورد breadboard

سیم جامپر

برای اتصال نقاط مختلف مدار روی بردبورد باید از سیم استفاده کنیم که دو سر آن لخت شده باشد.

به این قطعات کوچک، سیم جامپر (Jumper Wire) گفته می‎شود.

ویژگی های سیم جامپر

  • روکش داشته باشد تا با سایر سیم‎ها اتصال پیدا نکند
  • و دیگر آنکه شکل مفتولی (تک رشته‎ای) داشته باشد

به هیچ وجه از سیم‎های افشان به عنوان سیم جامپر استفاده نکنید. به شکل زیر توجه کنید.

 

13- بردبورد breadboard

13- بردبورد breadboard

 

ساختن سیم جامپر

مقداری سیم مفتولی نازک روکشدار را به قطعات کوچک و مورد نیازتان تقسیم کنید و دو سر آن‎ها لخت کنید.

همچنین شما می‎توانید از سیم جامپرهای آماده‎ی موجود در فروشگاه‎های لوازم الکترونیکی استفاده کنید.

14- بردبورد breadboard

14- بردبورد breadboard

 

اگر می‎خواهید خودتان سیم جامپر بسازید شاید بد نباشد که از سیم‎های موجود در کابل‎های مخابراتی استفاده کنید.

 

 

 

مطالب مرتبط

نظرات شما

قالب ووکامرس