Жақсылап сызылған тізбектер тақтасының тарихы және дамуы
Stripboard
Электроникада схема құруға арналған Veroboard/Stripboard тақтасы туралы ақпарат. Құрылғы жинау, прототиптеу үшін қолданылады. Негізгі ерекшеліктері мен тарихы.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
фильмнің алдын ала өндірісі
film preproduction
Стрипборд – электрондық схемаларды прототиптеу үшін кеңінен қолданылатын материалдың жалпы атауы. Ол әдетте бастапқы өнімнің атымен белгілі Veroboard деп аталады, бұл Ұлыбританиядағы Vero Technologies Ltd және Канададағы Pixel Print Ltd компанияларының тіркелген тауар белгісі. Ол 1960 жылдардың басында Vero Precision Engineering Ltd (VPE) компаниясының Электроника бөлімінде ойлап табылып, жасалды. Ол арнайы баспа тізбегі бар платалардан (PCB) ерекшеленетін электрондық схемаларды құрастыруға арналған универсалды материал ретінде ұсынылды, себебі стандартты сымдық платаны пайдалана отырып, түрлі электрондық схемаларды құрастыруға болады. Платаны қолданғанда, жолақтарды бірнеше электрлік түйіндерге бөлу үшін, әдетте тесіктердің маңында, жолдарда үзілістер жасалады. Сақтықпен, екі қатарлы қосқыштар сияқты, екі тізбегі ғана бар компоненттерге орын беру үшін тесіктер арасында үзіліс жасауға болады. Стрипборд беттік монтажға арналған компоненттерге арналмаған, бірақ көптеген мұндай компоненттерді жолақ жағына орнатуға болады, әсіресе егер жолақтар пышақпен немесе роторлық құралдың кішкентай кескіш дискісімен кесілсе/пішінделсе. Алғашқы бір өлшемді Veroboard өнімі – көптеген прототиптік сымдық платалардың алға басушысы болды, олар бес онжылдық бойы әлемдік қолданысқа ие болып, стрипборд деп танылды. «Верборд» және «стрипборд» деген жалпы терминдер қазір синонимдер ретінде қарастырылады.
Stripboard is the generic name for a widely used type of electronics prototyping material for circuit boards characterized by a pre formed regular (rectangular) grid of holes, with wide parallel strips of copper cladding running in one direction all the way across one side of on an insulating bonded paper board. It is commonly also known by the name of the original product Veroboard, which is a trademark, in the UK, of British company Vero Technologies Ltd and Canadian company Pixel Print Ltd. It was originated and developed in the early 1960s by the Electronics Department of Vero Precision Engineering Ltd (VPE). It was introduced as a general purpose material for use in constructing electronic circuits differing from purpose designed printed circuit boards (PCBs) in that a variety of electronics circuits may be constructed using a standard wiring board. In using the board, breaks are made in the tracks, usually around holes, to divide the strips into multiple electrical nodes. With care, it is possible to break between holes to allow for components that have two pin rows only one position apart such as twin row headers for IDCs. Stripboard is not designed for surface mount components, though it is possible to mount many such components on the track side, particularly if tracks are cut/shaped with a knife or small cutting disc in a rotary tool. The first single size Veroboard product was the forerunner of the numerous types of prototype wiring board which, with worldwide use over five decades, have become known as stripboard. The generic terms 'veroboard' and 'stripboard' are now taken to be synonymous.
Тарих
1950 жылдардың ортасына қарай баспалы схемалық тақта (PCB) электроника өндірісінде кеңінен қолданылатын болды. 1959 жылдың басында VPE Electronics бөлімі құрылды, басқарушы директоры Джеффри Вердон Ро екі бұрынғы Saunders Roe Ltd қызметкерін – Питер Х. Винтерді (ұшақтарды жобалау бөлімі) және Терри Фицпатрикті (электроника бөлімі) жұмысқа алды. Аспаптарды басқару жабдықтарын әзірлеу жобасы сәтсіз аяқталғаннан кейін, бөлім жаңа материалды ойлап табу және дамытудағы табысқа байланысты жұмысын жалғастырды. ПХБ-ны пайдаланатын жаңа жабдық 1959 жылы Лондонның Парк-Лейндегі Дорчестер қонақ үйінде өткен Радио және электроника компоненттерін өндірушілер федерациясының (RECMF) көрмесінде көрсетілді. Сол кездегі ПХБ-ның стандартты конфигурациясы компоненттерді реттелген тәртіппен орналастыруды және схеманы лабиринт тәрізді өткізгіш жолдар арқылы құруды қамтыды. Фицпатрик VPE атынан RECMF көрмесіне барғаннан кейін ұсынған қызықты балама, компоненттерді қажетті схеманы құру үшін өткізгіштерге қосылатын түзу сызықты өткізгіштермен стандартты схемалық тақтаны көздейтін. 1959 жылдың 25 мамырында патент алуға дереу өтініш берілді және өнертабысты Веро үшін Винтер, Фицпатрик және машина жасау шеберханасының инженерлері дамытты. Arduino интеграцияланған даму ортасының пайда болуы, бағдарламалық жасақтамамен таныс емес жаңа пайдаланушыларға компьютерлік бағдарламалауды үйретуге арналған, Veroboard-ты қолданудың жаңа мүмкіндігін ұсынады. Arduino-ны дамыту көбінесе «қалқандарды» пайдалануды қамтиды, олар стандартты 0.1 дюймдік қосылымдарды пайдаланып негізгі Arduino тақтасына қосылады және жобаға арналған I/O аппараттық құралдарын қамтиды. Дегенмен, Arduino дизайны бұл процесті қиындатады, себебі төрт қосылым ұясының бірі қалғандарынан 0.05 дюймға қабаттасқан. Қазіргі уақытта Veroboard сауда белгісін Ұлыбританияда британдық Vero Technologies Ltd компаниясы иеленеді. Америкада Veroboard сауда белгісі қазір Ванкувердегі Pixel Print Ltd. канадалық компаниясына тиесілі.
By the mid 1950s, the printed circuit board (PCB) had become commonplace in electronics production. In early 1959, the VPE Electronics Department was formed when managing director Geoffrey Verdon Roe hired two former Saunders Roe Ltd employees, Peter H Winter (aircraft design department) and Terry Fitzpatrick (electronics division). After the failure of a project to develop machine tool control equipment, the department remained operative as a result of success with the invention and development of the new material. New equipment using PCBs was displayed at the 1959 Radio and Electronics Components Manufacturers Federation (RECMF) Exhibition held in The Dorchester Hotel, Park Lane, London. The usual configuration for most of the PCBs of that time had components placed in a regular pattern with the circuit formed by maze like conductive pathways. An interesting alternative, proposed by Fitzpatrick after visiting the RECMF Exhibition on behalf of VPE, envisaged a standard circuit board carrying straight line conductors on which the components could be suitably dispersed and connected to the conductors to produce the required circuit. A patent application was immediately filed 25 May 1959 and the invention was developed for Vero by associates Winter, Fitzpatrick and machine shop engineers. The advent of the Arduino integrated development environment, designed to introduce computer programming to newcomers unfamiliar with software development, presents a new opportunity to use Veroboard. Arduino development regularly involves the use of 'shields', which plug into the main Arduino board using standard 0.1 in header connections and carry project specific I/O hardware. However the Arduino design makes this difficult, as one of the four header sockets is offset from the 0.1 in spacing of the others by 0.05 in. The British company Vero Technologies Ltd currently holds the UK trademark for Veroboard. In the Americas the Veroboard trademark is now held by the Canadian company Pixel Print Ltd. of Vancouver.
Ойық аралығы
Стрипбордта тесіктер ортасынан жасалады. Бұл қашықтық, қосқандағы тіректері арасы белгілі бір қашықтықтағы компоненттерді орнатуға мүмкіндік береді. Үйлесімді бөліктерге DIP интегралды схемалары, интегралды схемаларға арналған ұялар, кейбір коннектор түрлері және басқа да құрылғылар жатады. Стрипбордтар уақыт өте келе бірнеше түрге және оған байланысты өнімдерге дамыды. Мысалы, 0,15 дюйм (3,81 мм) торлы және үлкен тесіктері бар үлкен нұсқасы бар, бірақ ол көбінесе аз танымал (дегенмен, бұл стандартты интегралды схема тіректері арасымен сәйкес келмеуінен болуы мүмкін).
Stripboard holes are drilled on centers. This spacing allows components having pins with a spacing to be inserted. Compatible parts include DIP ICs, sockets for ICs, some types of connectors, and other devices. Stripboards have evolved over time into several variants and related products. For example, a larger version using a 0.15 inch (3.81 mm) grid and larger holes is available, but is generally less popular (presumably because it does not match up with standard IC pin spacing).
Плитаның өлшемдері
Стрипборд әр түрлі өлшемдерде қол жетімді. Ең көп таралған өлшемдердің бірі (әсіресе Ұлыбританияда) – 160 мм x 100 мм.
Stripboard is available in a variety of sizes. One common size (at least in the United Kingdom) is 160 mm x 100 mm.
Жинақтау
Компоненттер әдетте тақтаның тегіс жағына орналастырылады, олардың қосымшалары тесіктерден шығып тұрады. Содан кейін қосымшалар қажетті қосылыстарды жасау үшін тақтаның екінші жағындағы мыс жолдарға (тректерге) дәнекерленеді және артық сымдар кесіледі. Ұзын жолдарды 3 мм бұрғы, арнайы қол кескіші немесе пышақпен өткізгіштер арасындағы үзілістерді жасау үшін оңай және таза кесуге болады. Жолдар тақтаның екі жағында сымдармен қосылуы мүмкін. Тәжірибемен өте таза және сенімді жиналымдар жасауға болады, бірақ бұл әдіс көп еңбек талап етеді, сондықтан өте аз көлемдегі өндірістік жиналымдар үшін ғана қолайлы. Сыртқы сымдарды тақтаға қосу сымдарды тесіктер арқылы дәнекерлеу арқылы немесе тесіктерге өтпейтін сымдарды арнайы жасалған шыны тіректерге (Veropin) дәнекерлеу арқылы жасалады. Сондай-ақ, кейбір коннекторлардың пішіні тақтаға тікелей орнатуға ыңғайлы болады.
The components are usually placed on the plain side of the board, with their leads protruding through the holes. The leads are then soldered to the copper tracks on the other side of the board to make the desired connections, and any excess wire is cut off. The continuous tracks may be easily and neatly cut as desired to form breaks between conductors using a 3 mm twist drill, a hand cutter made for the purpose, or a knife. Tracks may be linked up on either side of the board using wire. With practice, very neat and reliable assemblies can be created, though such a method is labour intensive and therefore unsuitable for production assemblies except in very small quantity. External wire connections to the board are made either by soldering the wires through the holes or, for wires too thick to pass through the holes, by soldering them to specially made pins called Veropins which fit tightly into the holes. Alternatively, some types of connectors have a suitable pin spacing to be inserted directly into the board.
Өндіріс
Veroboard деп аталатын жаңа өнімнің өндірісі VPE станок құрастыру бөлімінде жүзеге асырылды. 1,6 мм (0,06 дюйм) қалыңдығындағы, мыспен қапталған SRBP баспа тізбегі материалынан жасалған парақтар 122 мм х 456 мм (4,8 дюйм х 18 дюйм) өлшемді тақталар алу үшін сатып алынды. Содан кейін әрбір тақта түпнұсқа Veroboard техникалық талаптарына сәйкес соңғы өнімге айналдыру үшін өңделді. Әр тақтада 21 өткізгіш жолақты қалдырып, біріктірілген мыстың бір бөлігін алып тастау үшін, тиісті пішіндегі кескіш тістері бар бүйірлік және беттік кескіштерден тұратын көп кескішті фреза жасалды. Екінші операция үшін, мыс жолақтары мен негізгі тақта арқылы тесіктердің матрицасын қайта-қайта соғу үшін, диаметрі 1,35 мм (0,052 дюйм) болатын 63 нығайтылған соққыштары бар арнайы құрал, қатты негізге орнатылып жасалды. Қабылдауға болатын сападағы дайын тақталардың көптеп өндірілуіне дейін көптеген өлшемдік, материалдық сапа және құрал-саймандарға қатысты мәселелер кездесті. Бұл өңдеу мәселелері 1960 жылы баспа тізбегін ұнтақтау және тесіктеудің жетілдірілген техникасының немесе мыс жолақтарын химиялық жолмен ұнтақтау (эчтеу) құралдарының болмауынан туындады. 1961 жылы тәжірибе жинақталған сайын өндіріс қарқыны жақсарды, нәтижесінде Veroboard өнімдерінің өсіп келе жатқан сатылымын сату үшін Vero Electronics Ltd жеке компания ретінде құрылды.
Production of the proposed new product, Veroboard, was undertaken by the VPE machine tool department. Bought in sheets of 1.6 mm (0.06 in) copper clad SRBP printed circuit material were cut to give 122 mm x 456 mm (4.8 in x 18 in) size boards with the individual boards then being machined to form the final product according to the original Veroboard specification. A multiple milling cutter tool, which comprised a bank of side and face cutters with suitably shaped cutting teeth, was fabricated, to be used in removing part of the bonded copper on each board leaving 21 conductive strips. For a second operation a special tool with 63 hardened punch bits 1.35 mm (0.052 in) in diameter mounted on a solid base block was constructed to repeat punch a matrix of holes, on spacing, through the copper strips and the base board. Many dimensional, material quality, and tooling problems were encountered before finished boards of acceptable quality could be produced in quantity. These machining problems were encountered due to the non availability, in 1960, of advanced printed circuit board milling and drilling techniques or facilities for chemical milling (etching) the copper strips. In 1961, as production rates improved with experience, Vero Electronics Ltd was formed as a separate company to market the increasing sales of Veroboard.
Қолдану
Басқа тақталардағыдай, Veroboard пайдалану кезінде компоненттер қажетті тізбекті құру үшін өткізгіштерге орналастырылып, дәнекерленеді. Тізбектерде, әдетте тесіктердің маңында, үзілістер жасауға болады, бұл таспаларды бірнеше электрлік түйіндерге бөліп, тізбектің күрделілігін арттырады. Бұл типтегі сымдау тақтасы бастапқы электрондық тізбектерді әзірлеуге, стендте сынау үшін прототиптер жасауға немесе шағын көлемде толық электрондық құрылғыларды өндіруге қолданылуы мүмкін. Veroboard алғаш рет 1961 жылы Vero Electronics бөлімінде прототип құрастыру үшін қолданылды. Бинарлық ондық санауыштың суреттері құрастырылған компоненттерді және қажетті үзілістері бар мыс өткізгіштерді нақты көрсетеді. Осы кішібірліктер Veroboard дисплейінде көрсетілгендей, аналық тақтаға орнатылған жалғағыштар арқылы байланыстырылды және бұл өте ертедегі басылған платаға негізделген артқы панельдік жүйе құрады. Әрбір кішібірліктің 1/2 байт дерек сақтауға тең цифрлық сыйымдылығы бар, яғни 1 мегабайтты сақтау үшін 2 000 000 дана қажет. Veroboard-тың екі түрі 2,54 мм (0,1 дюйм) немесе 3,5 мм (0,15 дюйм) тесік қадамымен шығарылады. Үлкен қадамды жинау оңайырақ деп есептеледі, әсіресе көптеген конструкторлар клапандармен және таг-жолақтармен жақсы таныс болған кезде. Двойной тізбекті корпусқа енген интегралдық схемалар тек 0,1 дюймдік тақталарға ғана сыяды. Көп ұзамай 0,1 дюймдік қадам басым түрге айналды. Интегралды схемалар және IC корпусының қабырғаларынан шығып тұратын қысқа параллель жолақтардың кең таралған орналасуы Verostrip сияқты арнайы тақталарды дамытуға ықпал етті. Бұл - баулары әдеттегідей бойлық емес, көлденең орналастырылған ұзын, жұқа тақта. IC-нің жақтарын оқшаулау үшін дайын кесілген орталық ойық қарастырылған. 1979 жылғы Vero Electronics Ltd өндіріс суреті RS Components Ltd үшін жасалған арнайы Veroboard өнімін көрсетеді. Veroboard/stripboard түріндегі өнімнің әмбебаптығы қазіргі уақытта интернетте табылған көптеген дизайн мысалдарымен көрсетілген.
As with other stripboards, in using Veroboard, components are suitably positioned and soldered to the conductors to form the required circuit. Breaks can be made in the tracks, usually around holes, to divide the strips into multiple electrical nodes enabling increased circuit complexity. This type of wiring board may be used for initial electronic circuit development, to construct prototypes for bench testing or in the production of complete electronic units in small quantity. Veroboard was first used for prototype construction within Vero Electronics Department in 1961. The images of a binary decade counter sub unit clearly show both the assembled components and the copper conductors with the required discontinuities. A number of these sub units were interconnected through connectors mounted on a motherboard similar to that shown in the Veroboard Display image and comprised a very early PCB based backplane system. Each sub unit had a digital capacity equivalent to 1/2 byte of data storage i. e. 2,000,000 would be required to store 1 megabyte. Two forms of Veroboard are produced with hole pitch of 2.54 mm (0.1 in) or 3.5 mm (0.15 in). The larger pitch is and was considered easier to assemble, especially at a time when many constructors were still more familiar with valves and tag strips. The increasingly popular integrated circuits in dual in line packages would only fit the 0.1 boards. Very soon 0.1 pitch became by far the dominant form. Integrated circuits and the common layout of short parallel strips protruding from the sides of an IC package encouraged the development of specialist boards such as Verostrip. This was a long, thin board with the copper strips arranged transversely, rather than the usual lengthwise. A ready cut central gap was provided to isolate the sides of the IC. A 1979 Vero Electronics Ltd production drawing shows a special Veroboard product made for RS Components Ltd. The versatility of the veroboard/stripboard type of product is demonstrated by the large number of design examples currently to be found on the Internet.
Вариациялар
Стрипбордты көптеген сатушылардан алуға болады. Барлық нұсқаларының бір жағында мыс жолақтар болады. Кейбіреулері баспа тізбегін жасау үшін гравировкалау және тесік ашу технологияларын қолданады, ал кейбіреулерінде жолақтар кесілген және тесіктер соғылған. Алғашқы Veroboard базалық материал ретінде FR 2 синтетикалық шайырмен байланыстырылған қағазды (SRBP) (фенолты тақта деп те аталады) пайдаланған. Қазіргі кездегі стрипбордтың кейбір нұсқалары жоғары сапалы FR 4 (шыны талшығымен күшейтілген эпоксидті ламинат) материалынан жасалады.
Stripboard is available from many vendors. All versions have copper strips on one side. Some are made using printed circuit board etching and drilling techniques, although some have milled strips and punched holes. The original Veroboard used FR 2 synthetic resin bonded paper (SRBP) (also known as phenolic board) as the base board material. Some versions of stripboard now use higher quality FR 4 (fiberglass reinforced epoxy laminate) material.
Басқа жүйелермен салыстыру
Жоғары тығыздықтағы прототиптерді жасау үшін, әсіресе цифрлық тізбектерді, сыммен орау тәжірибелі мамандар үшін Stripboard-дан жылдам және сенімді. Veroboard тұжырымдамасы мен қолданылуы бойынша қосылатын нан-тақтаға ұқсас, бірақ арзан және тұрақты – қосылыстар дәнекерленеді, және бірнеше дәнекерлеу-ажырату циклдарынан кейін компоненттер мен тақта қолдануға жарамсыз болуы мүмкін, бірақ шектеулі қайта пайдалану мүмкіндігі бар. Ал нан-тақтадағы қосылыстар үйкеліс күшімен ұсталады, және нан-тақтаны көп рет қайта пайдалануға болады. Дегенмен, нан-тақта белгілі бір конфигурацияда ұзақ уақыт бойы сақталуы тиіс прототиптерге, жұмыс істейтін тізбекті қамтитын физикалық макеттерге немесе дірілдеуге немесе қозғалысқа ұшырайтын ортаға қолайлы емес. Stripboard-тар әртүрлі пішіндер мен өлшемдерде, әртүрлі өткізгіш іздермен қол жетімді прототиптік тақталардың кең класына айналды. Мысалы, бір түрі TriPad тақтасы деп аталады. Бұл Stripboard-қа ұқсас, бірақ өткізгіш іздер тақта бойымен үздіксіз жүрмейді, ал әрқайсысы үш тесікті қамтитын бөліктерге бөлінген. Бұл екі немесе үш компоненттің қосымшаларын тізбекте ыңғайлы түрде, іздерді үзудің қажеті болмастан байланыстыруға мүмкіндік береді. Алайда, үштен көп тесікті байланыстыру үшін сымдық байланыстар немесе көпірлер жасау қажет, бұл қарапайым Stripboard-қа қарағанда аз жинақы орналасуға әкелуі мүмкін. Тағы бір түрі – Perf+. Оны таңдамалы Stripboard деп сипаттаған дұрыс. Барлық тесіктер бір ізде біріктірілмей, Perf+ тақтасындағы тесіктер кішкентай дәнекерлеумен шинаға қосылуы мүмкін. Екінші жағынан, шиналар басқа бағытта жүреді, бұл тақтаның әртүрлі қабаттарында сигналдарды бір-бірімен кесістіру арқылы күрделі тізбектердің жинақы орналасуын қамтамасыз етеді. Басқа прототиптік тақталардың түрлері интегралдық схемалармен, әдетте DIP пішінде немесе транзисторлармен (үшбұрыш құрайтын контактілер) прототиптерді құруды жеңілдету үшін стандартты орналасуға ие. Атап айтқанда, кейбір тақталар нан-тақталардың орналасуын имитациялайды, бұл нан-тақтадағы уақытша прототипті PCB-дегі тұрақты құрылымға көшіруді жеңілдетеді. Кейбір тақталардың түрлерінде DB9 немесе IDC ұңғыштары сияқты перифериядағы жалғағыштардың үлгілері бар, бұл стандартты емес түйреуіш аралығы бар жалғағыштарды оңай пайдалануға мүмкіндік береді. Ал кейбіреулері компьютерлік шина жүйелері үшін қосылатын тақталардың прототиптерін жасауға арналған арнайы физикалық пішінде болады.
For high density prototyping, especially of digital circuits, wire wrap is faster and more reliable than Stripboard for experienced personnel. Veroboard is similar in concept and usage to a plug in breadboard, but is cheaper and more permanent—connections are soldered and while some limited reuse may be possible, more than a few cycles of soldering and desoldering are likely to render both the components and the board unusable. In contrast, breadboard connections are held by friction, and the breadboard can be reused many times. However, a breadboard is not very suitable for prototyping that needs to remain in a set configuration for an appreciable period of time nor for physical mock ups containing a working circuit or for any environment subject to vibration or movement. Stripboards have further evolved into a larger class of prototype boards, available in different shapes and sizes, with different conductive trace layouts. For example, one variant is called a TriPad board. This is similar to stripboard, except that the conductive tracks do not run continuously along the board but are broken into sections, each of which spans three holes. This allows the legs of two or three components to be easily linked together in the circuit conveniently without the need for track breaks to be made. However, in order to link more than three holes together, wire links or bridges must be formed and this can result in a less compact layout than is possible with ordinary stripboard. Another variant is Perf+. This is best described as a selective stripboard. Instead of having all the holes connected together in a strip, a Perf+ board can have holes connected to the bus using a small dab of solder. On the other side the busses run in another direction, allowing compact layouts of complicated circuits by passing signals over each other on different layers of the board. Other prototype board variants have generic layouts to simplify building prototypes with integrated circuits, typically in DIP shapes, or with transistors (pads forming triangles). In particular, some boards mimic the layout of breadboards, to simplify moving a non permanent prototype on a breadboard to a permanent construction on a PCB. Some types of boards have patterns for connectors on the periphery, like DB9 or IDC headers, to allow connectors with non standard pin spacings to be easily used. Some come in special physical shapes, to be used to prototype plug in boards for computer bus systems.