Одним из важных критериев при изготовлении макета является скорость его переделывания. Когда разработчик ошибся или меняются требования к устройству - это устройство нужно переделывать и чем скорее это будет сделано - тем скорее можно будет двигаться дальше.
Технологии макетирования электронных устройств
Условно можно разделить на паечный метод макетирования и безпаечный. В первом стыковка компонентов исполняеться методом пайки, во втором либо монтаж накруткой, либо стыковкой. Для паечного метода есть куча готовых макетных плат, некоторые люди делают макеты даже на картонке. Недостаток такого метода в том, что при переделывании макета приходится довольно много паять, особенно если уже пропаяны дорожки на плате.
Монтаж накруткой столь редкий, что я не буду на нем останавливаться и скажу лишь, что он мало чем отличается от паечного метода.
А вот монтаж стыковкой, когда соединяются либо отдельные модули (ардуиновские шилды, например) либо детали на макетных платах - технология довольно интересная и я последнее время макетирую именно таким способом. Вот пример макета собранного мной устройства.
Про сами платы для макетирования вы можете почитать в моей статье "Паечные и беспаечные макетные платы"
Собирая макет на брэдбоард (так называется беспаечная макетная плата), экономится время на соединении деталей, на пайке и отчасти на трассировке дорожек. Ведь тут все просто - вставил деталь в отверстие и готово. В качестве дорожек зачастую выступают сами детали, например резисторы с длинными ножками. Если же нужно прокинуть дорожку и невозможно сделать это резистором, можно сделать обычным проводом. Для этих плат есть и специальные соединительные провода, но я пользуюсь кусочками обычной витой пары - её диаметр идеален для подобного использования, плюс доступность и дешевизна.
Проблемы макетирования с использованием SMD компонентов
Одной из проблем при изготовлении макета является использование планарных микросхем для поверхностного монтажа. Если SMD резистор с успехом заменяется резистором для сквозного монтажа, то некоторые микросхемы не выпускаются в DIP корпусах. Как же тогда использовать SOP SOIC микросхемы с макетными платами?
Я нашел выход и использую либо переходники с нулевым усилием, либо паечные переходники sop-dip или soic-dip. Фактически это изготовление модуля, шилд для Arduino своими руками на коленке. Вот пример такого модуля с микросхемой mx25l3206e.
Как видите, использовать smd в макетировании вполне реально. На фото представлена микросхема в корпусе sop8, тем не менее с таким же успехом можно распаять TQFP, например Atmega328. С микросхемами BGA я пока еще не сталкивался в макетировании, но думаю вполне можно и под них разработать или купить некий переходник под DIP.
Использование готовых модулей
Использование готовых ардуиновских шилдов зачастую еще сильнее упрощает процесс. Модуль, в основе которого лежит микросхема или датчик, который сложно распаять на плате самому, убирает само понятие пайки. Конечно, при изготовлении прототипа это уже не самый подходящий вариант, но макет собрать и отладить можно намного быстрее. Например, использование гироскопа и акселерометра MPU-6050 в корпусе QFN создаст некие трудности в плане монтажа, но вот готовый модуль паять не надо, достаточно вставить в макетную плату - это громадная экономия времени и сил.
Такими модулями не стоит пренебрегать, я стараюсь использовать их там, где это можно. В том числе и аппаратную платформу Arduino, микроконтроллер Atmega328 можно прошить и без ардуновского загрузчика, используя прошивку, написанную в Atmel Studio, например.
Заключение
В статье я поделился своим опытом, и в заключении хочу сказать, что для создания и отладки устройства изначально использовал самые разные технологии. Самым тяжелым путем было изготовление печатной платы под конкретное устройство и отладка этого устройства на готовой плате. Зачастую в процессе разработки я что-то мог не учесть или где-то ошибиться. Либо же в конце выяснялось, что нужно добавить в устройство новый функционал. В итоге это выливалось в лишние ночи корпения с паяльником над платой, перерезанием существующих дорожек и прокидкой новых дорожек проводами. С переходом на макетные платы я позабыл, что такое запоротая печатка. После отладки, когда схема полностью доработана, можно спокойно разрабатывать печатную плату, распаивать компоненты и наслаждаться сразу же заработавшим прибором.
Если вы используете иные технологии - делитесь ими в комментариях, с удовольствием буду перенимать ваш опыт.
