Как измерить напряжение на макетной плате

Макетные платы без пайки идеально подходят для прототипирования схем, предоставляя платформу для быстрых и гибких экспериментов. Однако точное измерение напряжения на компонентах на макетной плате может обеспечить успех проектирования схем. Давайте посмотрим, как измерить напряжение на макетной плате.

Что такое напряжение?

Напряжение, часто называемое разностью электрических потенциалов, является движущей силой, питающей наши электрические цепи. Его единицей измерения является вольт (В), и он представляет собой разницу потенциальной энергии между двумя точками в цепи, аналогичную разнице в давлении воды между двумя концами трубы.

Приборы для измерения напряжения

Для измерения напряжения обычно используются два основных прибора:

Цифровой мультиметр (DMM)

Цифровой мультиметр — это стандартный диагностический прибор, используемый для измерения напряжения, тока и сопротивления. Аналоговые вольтметры со стрелками давно вытеснены цифровыми мультиметрами из-за их повышенной точности и надежности.

Осциллограф

Цифровой осциллограф — ценный инструмент для анализа динамических электрических сигналов сложной формы. Он обеспечивает визуальное представление изменений напряжения во времени, что делает его полезным для изучения электронных сигналов в ваших проектах.

Подключение компонентов к макетной плате

Подключить автономные электронные компоненты проще всего. Все, что вам нужно сделать, это определить нужные строки и вставить две клеммы компонента, например. резистор, в разных вертикальных рядах внутренней части платы. Просто убедитесь, что выводы касаются металлических пластин под отверстиями на макетной плате.

При подключении печатных плат к макетной плате просто убедитесь, что вы не замкнули провода. Это довольно распространено, если вы новичок в изготовлении схем на макетной плате с небольшими модулями. Вот идеальная демонстрация этого.

При подключении ИС всегда устанавливайте ее на центральный мост, разделяющий две внутренние части макетной платы.

Провода-перемычки также должны быть вставлены полностью, чтобы убедиться, что у вас нет ослабленных соединений.

Силовые и наземные рельсы

Макетные платы обычно имеют две длинные металлические полоски, идущие по краям платы. Они известны как шины питания и заземления и служат определенным целям при проектировании схем.

Шина питания, часто обозначаемая красной маркировкой или символом «+», используется для подачи напряжения на компоненты. Обычно он подключается к положительной клемме источника питания или источника напряжения в цепи.

Рельс заземления, обычно отмеченный синей маркировкой или символом «-», служит ориентиром для электрического потенциала цепи. Он подключается к отрицательной клемме источника питания и выступает в качестве общего заземления для компонентов. Для получения более подробной информации, проверьте что такое макетная плата и как ею пользоваться.

Измерение напряжения на компонентах

Одной из ключевых целей анализа схемы при изготовлении макетной платы является измерение напряжения в определенных узлах и компонентах схемы. Это поможет вам понять динамику любой схемы, которую вы изготавливаете.

Автономные компоненты

При измерении напряжения на отдельных компонентах вам просто нужно установить мультиметр на правильную настройку и правильно подобрать щупы. Некоторые компоненты, такие как светодиоды, имеют установленную полярность; другие, такие как резисторы, нет. На приведенной ниже диаграмме показано, как измерить падение напряжения на резисторе с помощью вольтметра/мультиметра.

Соединения или узлы

Чтобы измерить напряжение в узле или узле цепи, просто определите местонахождение точки заземления цепи и самого соединения.

Обратите внимание, что если ваша схема имеет плавающее заземление, вы можете получить неточные показания или вообще не получить показания.

Компоненты серии

Для компонентов, соединенных последовательно, убедитесь, что щупы мультиметра (или осциллографа) находятся на крайних концах цепи, как показано ниже.

Силовые шины

Напряжение на шинах питания/земли довольно просто, так как для измерения вам нужно использовать только две шины, положительную и отрицательную. Убедитесь, что вы подключили красный щуп к шине, которая подключена к источнику питания.

Распространенные ошибки при измерении

Чтобы обеспечить точные измерения и предотвратить потенциальное повреждение компонентов на макетной плате, очень важно знать об общих проблемах.

1. Не разделять шины питания 3,3 В и 5 В

При работе со схемами, для которых требуются источники питания 3,3 В и 5 В, необходимо разделить шины питания на макетной плате. Это предотвращает непреднамеренные соединения между различными уровнями напряжения, сводя к минимуму риск повреждения компонентов. Вы можете использовать верхнюю шину для 5 В, а нижнюю — для 3,3 В.

2. Не соединяя силовые шины

Некоторые макетные платы имеют разрывную перемычку, разделяющую силовые шины на две половины. Эту проблему можно легко решить, соединив рельсы для непрерывности.

3. Использование питания переменного тока на компонентах постоянного тока

Питание переменного тока может привести к серьезному повреждению компонентов постоянного тока, включая интегральные схемы и микроконтроллеры. В случае, если вам это действительно необходимо, всегда используйте разделительные конденсаторы для изоляции постоянного тока — распространенный метод проектирования усилителей на макетных платах.

Знайте правильный способ измерения напряжения

Понимание того, как точно измерить напряжение на компонентах на макетной плате, является важным навыком для успешного прототипирования схемы. Понимая концепцию напряжения и следуя правильным методам измерения, вы получаете возможность оптимизировать свои схемы и обеспечить надежную работу.