BREADBOARD MODULARE

Realizzare un Sistema di Test con Breadboard e vari Moduli come Alimentatore, Voltmetro e Altri…

 

 

 
 



 

INTRO

Una premessa: sono un pigro, e la mia pigrizia mi impedisce di mettermi a realizzare un progetto se non ho a portata di mano tutto ciò che mi serve. Sono anche un disordinato, e ho anche necessità di tener tutto l’occorrente sempre a disposizione. Da qui nasce l’idea di questa breadboard modulare che mi consente di avere un ambiente di sviluppo e test di circuiti elettronici sempre pronto e completo di tutto ciò che mi serve.
Non è un vero e proprio progetto, ben poco di quello che descrivo è farina del mio sacco. Piuttosto si tratta di un assemblaggio di moduli già pronti, da cui, appunto, la definizione di “modulare”.
Non siate troppo critici verso questa mia modesta realizzazione, e considerate che il motivo principale per cui ho pubblicato il progetto è archiviare lo schema in un posto sicuro.
 



 
I MODULI

Comincio a descrivere i moduli preassemblati che ho acquistato su Internet per pochi spiccioli, e che compongono questa breadboard.

Breadboard

È il cuore vero e proprio del progetto, composto da quattro breadboard commerciali da 62 file ciascuna. Sono gli unici componenti di questo “progetto” che non ho acquistato su Internet, ma nel mio negozio di elettronica di fiducia vicino a casa. Per questa realizzazione ne ho usate ben quattro. Non che i miei circuiti siano così complessi da aver bisogno di tanto spazio, ma spesso accantono un circuito per realizzarne un altro, e questo mi consente di non dover rimuovere i componenti del circuito temporaneamente abbandonato.
Ogni breadboard è composta dalla basetta principale e da due barre di alimentazione, separabili. Le ho disassemblate e rimontate affiancate (sono ad incastro) alternando una barra di alimentazione ed una basetta. Mi sono avanzate tre barre di alimentazione, due delle quali le ho usate collegandole agli alimentatori e la terza per fare una barra di LED, come descrivo successivamente.

Il tutto l’ho montato fissandolo col biadesivo in dotazione su una basetta di PVC semiespanso di 20 x 22 cm, spessa circa sei millimetri. Come base potevo usare qualsiasi altro materiale isolante, ma il PVC mi ha consentito di fare un lavoro più pulito e guadagnare in leggerezza
Le dimensioni sono state dettate, oltre che dalla dimensione fisica delle basette, anche dalla necessità di inserire il tutto in una valigetta che avevo a disposizione.

Alimentatore
La prima necessità era di avere un alimentatore sempre pronto. Avevo acquistato per un altro progetto dei moduli DC-DC Step Down, degli alimentatori switching che accettano in ingresso una tensione continua da 4 a 35 Volts e forniscono in uscita da 0 a 28 Volts regolabili. Questi moduli, basati sul’integrato LM2596, sono veramente compatti e arrivano a fornire ben 2 Ampere, e li ho pagati poco più di tre Euro l’uno su Internet.

Inizialmente nel progetto avevo inserito un solo alimentatore, poi poco dopo mi son reso conto che spesso mi servono due tensioni distinte: 3.3 e 5 Volts per i progetti basati su Arduino, ±12 Volts per i circuiti analogici, 5 e 12 Volts per altri progetti.
Allora ho usato due di questi moduli, lasciandoli completamente separati con l’obiettivo di ottenere tensioni svincolate tra loro. Ogni modulo prende la tensione di ingresso attraverso un connettore coassiale standard, e viene alimentato a sua volta da un caricabatterie a parete che fornisce 24 Volts a 300 mA (anche questi presi per 1,40 Euro su Internet).
Lo scopo di usare due alimentatori distinti è quello di poter avere due alimentazioni completamente separate. In questo modo posso collegare il positivo di uno al negativo dell’altro per ottenere tensioni duali senza provocare cortocircuiti.
Ho saldato una presa coassiale per alimentazione all’ingresso di ognuno dei moduli, ai quali posso collegare qualsiasi alimentatore a parete o pacco di batterie, purché la tensione di ingresso sia maggiore di tre volt a quella che desidero ottenere.
Per avere la possibilità di utilizzare un solo alimentatore, ho aggiunto un ponticello che, quando inserito, unisce gli ingressi di entrambi i moduli DC-DC.

Voltmetro
Per poter tenere sotto controllo la tensione di alimentazione ho pensato di inserire nella breadboard un voltmetro con un commutatore per misurare, alternativamente, le uscite degli alimentatori. Sempre cercando su Internet ho trovato dei voltmetri completi al prezzo di poco meno di due Euro l’uno, e ho deciso di abbondare.
Ho inserito un voltmetro per ciascun DC-DC, e un terzo per misurare le tensioni in qualunque punto del progetto in lavorazione tramite una semplice sonda.
Questi moduli sono dei voltmetri digitali completi, alimentabili da 5 a 30 Volts e quindi perfetti per questa breadboard. Vengono forniti con tre cavetti presaldati: il rosso ed il nero per l’alimentazione ed il blu come ingresso riferito a massa. Il range di misura di questi moduli è da 0 a 99.9 Volts, con ±1 digit di precisione.
Dove li ho presi erano disponili in diversi colori: rosso, verde, blu e giallo. Ho preso quest’ultimo solo perché (da buon genovese) costava qualche centesimo meno degli altri.

Ho alimentato i voltmetri con la tensione di ingresso dei DC-DC, in modo tale che fossero svincolati anch’essi da una massa comune. Il segnale di ingresso dei due voltmetri abbinati ai DC-DC li ho ovviamente collegati alle loro uscite, mentre quello del terzo voltmetro l’ho lasciato libero per moter far le misure un po’ ovunque.
Una caratteristica interessante di questi moduli è che hanno dei terminali indicati con TX ed RX come fossero per una connessione seriale. Non ho ancora indagato, ma probabilmente è possibile leggere tramite seriale il valore che il display indica… Vi farò sapere.

Amplificatore audio
Questo è l’unico modulo tutto farina del mio sacco.
Poiché mi è capitato di realizzare un progetto nel quale veniva generato un segnale audio, mi è sorta la necessità di monitorare questo segnale. Mi sono allora costruito un amplificatore completo di altoparlante e trimmer del volume da aggiungere in pianta stabile alla breadboard.
Le cratteristiche di questo amplificatore devono essere un po’ particolari. Poiché dovevo collegarlo ad un circuito alimentato a 3.3 Volt, doveva essere in grado di emettere un suono udibile anche con tensioni di alimentazione molto basse.
Frugando nei cassetti ho trovato un integrato TDA2822M ed un microscopico altoparlantino da 8 Ohm recuperato da un vecchio eReader. Il TDA2822M è un doppio amplificatore che può fornire 1 Watt alimentato a 9 Volts, e può essere alimentato da un minimo di 1,8 ad un massimo di 15 Volts, ed era quindi perfetto per le mie necessità. Consultando il datasheet dell’integrato ho optato per la configurazione a ponte, che oltretutto mi consentiva di utilizzare meno componenti esterni e condensatori più piccoli. Rispetto al datasheet ho omesso le reti RC di equalizzazione, sia perché non mi serve avere un suono di elevata qualità sia per ridurre lo spazio. Ecco lo schema:

Ed ecco le foto. Ho montato il tutto su una basetta millefori perché era più che sufficiente ai miei scopi:

Barra dei LED
Durante la realizzazione ed il test di un prototipo capita frequenemente di aver bisogno di LED per visualizzare lo stato delle porte logiche. Inizialmente usavo dei LED con una resistenza saldata e i terminali lunghi che potevo inserire nella breadbord facilmente, ma che quando servivano non ricordavo mai dove li avevo messi. Da qui la decisione di fissarli in modo definitivo sulla breadbord. Ho usato una delle barre di alimentazione che mi avanzavano e le ho svuotate, lasciando i contatti necessari per collegare i LED da 5mm. Questi li ho fissati all’interno della barra stessa, forandola e lasciando uscire solo la parte semisferica.
A priori non posso sapere se questi LED verranno usati in un circuito a 3.3, 5 o 12 Volts e pertanto avevo il problema di trovare una soluzione per farli accendere indipendentemente dalla tensione ad essi applicata.
La prima ideaè stata quella di alimentarli a corrente costante. Con un LM337 in contenitore SMD SOT-223 ed una resistenza da 1/8 di Watt, potevo realizzare un ottimo alimentatore di corrente costante abbastanza piccolo da poter essere nascosto all’interno della barra. All’atto pratico però ho scoperto che alle tensioni più basse il LED non riusciva ad accendersi a causa delle cadute introdotte dall’LM317. Lo schema è comunque valido per tensioni da 4 a 30 Volts e consente al LED di accendersi sempre alla stessa luminosità indipendentemente dalla tensione di alimentazione, e pertanto vi riporto lo schema:

La scelta finale è stata invece più tradizionale: ho preso dei LED rossi ad alta luminosità e ho collegato loro in serie una resistenza da 2200 Ohm (ho usato LED rossi perché la caduta di tensione diretta in questi LED è di circa 1,8 Volts). In questo modo riesco ad accendere i LED con una tensione che va da 3 a 18 Volts senza distruggerli o sovraccaricare i circuiti che li alimentano. La luminosità non è costante, ma anche alle tensioni più basse sono ben visibili.

 

SCHEMA A BLOCCHI

Questo è lo schema complessivo di interconnessione di questa breadboard:

Il ponticello indicato con Jumper consente di collegare tra loro gli ingressi dei due DC-DC e di usare quindi un solo alimentatore. Il ponticello si può usare solo se le due tensioni che vogliamo ottenere sono entrambe positive rispetto a massa. Se invece volessimo una tensione duale dobbiamo:
1) rimuovere il ponticello
2) collegare il positivo di uscita di un DC-DC al Negativo dell’altro
3) collegare due distinti alimentatori a parete

Ed ecco un paio di foto. Si vede la disposizione dei moduli, fissati con delle piccole viti alla base in plastica. I fili di interconnessione li ho fatti passare, quando possibile, sotto i moduli stessi. Nella foto è usata la configurazione singola, quindi un solo alimentatore è collegato al modulo DC-DC. Poiché il jumper è inserito, è indifferente in quale delle due prese collego l’alimentatore. Nelle foto i due alimentaori sono regolati per 5 e 3,3 Volts, poiché alimentano rispettivamente un Arduino Mini ed un sensore barometrico che mi servono per realizzare un variometro digitale.
Ecco la disposizione dei vari moduli nella breadboard:

Nelle foto seguenti potete vedere alcuni dettagli dei moduli e si vede anche la valigetta in cui ripongo tutto il materiale, sempre pronta all’uso.

Spero che questa realizzazione possa essere di spunto per qualcuno.

Articolo realizzato da Luca Calcinai, lo staf di NE555.IT ringrazia 🙂



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BREADBOARD MODULARE ultima modifica: 2018-02-06T19:04:14+00:00 da ne555
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