Prototypen auf dem Steckbrett:

Nachteile vermeiden


Features:

  • Abfrage über das LAN/Internet
  • Schalten von Relais und LEDs aus der Ferne
  • Temperatur abfragen
  • Helligkeit abfragen

Bild 1: Das Steckbrett einmal anders. Das herkömmliche Steckbrett wird hier nur zur Pegelanpassung zwischen den Arduino UNO und dem 3.3-Volt-LCD-Modul eingesetzt.

Prototypen auf dem Steckbrett:

Nachteile vermeiden

Steckbretter ermöglichen den bequemen Testaufbau eigener Schaltungsideen ohne Löten. Leider passt der Anschluss des Bauteils nicht immer in das Steckbrett und mit zunehmender Zahl der Kabel steigt die Möglichkeit unsicherer Verbindungen. Diese Nachteile gilt es zu vermeiden.

Steckbretter (engl. breadboards) bieten sich zur Entwicklung von Prototypenschaltungen in der Elektronik an. Elektrische Verbindungen zwischen Bauelemente werden über Steckkabel (sog. jumper wires) mit Dupont-Stecker hergestellt. Neben den unbestreitbaren Vorteilen, einen Prototypen ohne großen Löt- und Zeitaufwand zusammenstecken zu können, leidet das System auch einige Nachteile: Steckt man ein Poti, einen Taster oder ein anderes Bauelement mit etwas dickeren Anschlussdrähten in das Steckbrett, weiten sich dessen Kontakte und sind fortan unsicher oder gar unbrauchbar. Die dünnen Dupont-Stecker wackeln oder lassen sich gar nicht mehr einstecken. Unsichere Verbindungen gibt es auch dann, wenn das Steckbrett bereits einige Projekte hinter sich hat und Kontakte ausleiern. Derlei Nachteile gilt es so weit als möglich zu verhindern, so mancher Elektronikbastler hat stundenlang in der Software eines Mikroprozessors nach Fehlern gesucht, die sich später als unsichere Kabelverbindung herausgestellt haben.


Bild 2: Ein 2,4 GHz-Funkmodul. Eng stehende Anschlüsse werden für Dupont-Kabel nutzbar. Kleine Module lassen sich mittels Lochrasterplatine leicht für den Steckbrett-Aufbau herrichten. Die hier verwendeten gedrehten Metallbuchsen sind wie für Dupont-Stecker gemacht: Die Passgenauigkeit stimmt.

Ein Weg, unsichere Kabelverbindungen zu vermeiden, ist der, Bauteile, deren Maße der Anschlüsse zu dick für das Steckbrett sind, konsequent auf Lochraster zu verdrahten. Das ist beispielsweise bei Potis und Taster sinnvoll. Bauteile oder Module, deren geringe Maße sich nicht in das übliche 0,1-Inch-Raster einordnen wollen, setzt man ebenfalls auf eine Lochrasterplatine, verdrahtet diese und macht sie so wie beim Funkmodul zu sehen, für den Prototypenbau zugänglich. Der Hobbyelektronik baut sich sein breakout board somit selbst.


Bild 3: Das LED-Modul bietet Konnektivität für Dupont-Kabel (wahlweise Stecker oder Buchse). Der Widerstand ist mit 1k5 auf Spannungen 5V und 3V3 ausgelegt.

Bestimmte Komponenten wie Taster, LED und eine Art von Display wiederholen sich von Projekt zu Projekt. Fasst man derlei Bauelemente zu einem Modul zusammen, lässt sich durch eine kleine Baugruppe auf einer Lochrasterplatine die Anzahl der zu steckenden Drahtverbindungen deutlich verringern und so die Zuverlässigkeit einer Prototypenplatine erhöhen. Benötigt man beispielsweise – weil man gern mit Mikroprozessoren bastelt - einige Taster, setzt man diese auf eine kleine Platine, verdrahtet diese untereinander mit VCC und GND. Die Spannungsversorgung ist dann nur einmal mit dem Steckbrett zu verbinden. Dabei kann man die Anzahl der steckbaren VCC- und GND-Anschlüsse durchaus großzügiger ausfallen lassen, damit stehen diese zum Verteilen der Versorgungsspannung – und bei ähnlichen Modulen auch andere Signale wie beispielsweise SPI - zusätzlich zur Verfügung. Am Beispiel des LED-Moduls sieht man das Prinzip deutlich: Die Zahl der Verbindungen schrumpft auf die Spannungsversorgung und für jede LED je ein Kabel zum Pin des Mikrocontrollers.


Bild 4: Mehrere Taster auf einer Platine verringern die Zahl der anzuschließenden Dupont-Kabel.

Erweitert man das Prinzip von den Bauteilen mit für das Steckbrett unpassenden Anschlüssen hin auf kleine Module, wie Led, TFT-Anzeige, NF-Verstärker, Funkmodule, HF-Mischer und viele andere, entsteht mit der Zeit ein kleiner „Zoo“ vielfach verwendbarer Prototypen-Module. Auf einem Holzbrett verschraubt, sind diese leicht untereinander zu verdrahten.


Bild 5: Gyroskop. Anschlüsse sind flexibel als Stecker und Buchsen ausgeführt.


sh2019