عندما تبدأ تنفيذ أول مشروع إلكتروني، ستحتاج إلى توصيل المكونات وتجربة الدائرة وتعديلها. هنا تظهر فائدة لوحة التجارب Breadboard؛ فهي تتيح تركيب الدوائر دون لحام، لتتمكن من نقل الأسلاك واستبدال القطع بسهولة.
في المقالة الثانية من رقميات، نتعرّف على طريقة عمل لوحة التجارب، وكيف تقرأ توصيلاتها الداخلية، ثم ننفّذ دائرة بسيطة لإضاءة مصباح LED.
ما هي لوحة التجارب؟
لوحة التجارب قاعدة تحتوي على فتحات تُثبَّت فيها أرجل المكونات وأسلاك التوصيل. أسفل هذه الفتحات توجد شرائح معدنية تربط مجموعات محددة منها كهربائيًا.
عندما تضع طرفي مكوّنين في فتحات متصلة داخليًا، يصبحان على النقطة الكهربائية نفسها، حتى لو لم يظهر بينهما سلك من الخارج.
تُستخدم لوحة التجارب في تعلّم الإلكترونيات، واختبار الحساسات، وتنفيذ نماذج أولية لمشاريع الأردوينو.
كيف تتصل الفتحات من الداخل؟
لفهم اللوحة، نميّز بين ثلاثة أجزاء رئيسية:
1. مجموعات التوصيل الوسطى
في كثير من اللوحات الشائعة، تتصل كل مجموعة من خمس فتحات داخليًا على أحد جانبي الفاصل الأوسط.
إذا كانت اللوحة تحمل الحروف من A إلى J، فعادةً تكون الفتحات A إلى E عند الرقم نفسه متصلة معًا، بينما تشكّل F إلى J مجموعة منفصلة.
المجموعات المتجاورة لا تتصل ببعضها تلقائيًا؛ تحتاج إلى سلك للربط بينها.
2. الفاصل الأوسط
يفصل هذا الشق بين جانبي منطقة التوصيل. ويتيح وضع بعض الدوائر المتكاملة بحيث تكون أرجل كل جانب في مجموعات مستقلة.
الفتحات المتقابلة عبر الفاصل ليست متصلة داخليًا.
3. خطوط التغذية الجانبية
تحمل بعض اللوحات خطوطًا جانبية بعلامتي + و**−** لتوزيع التغذية والأرضي.
لكن وجود الخط الملون لا يضمن أن المسار متصل بطوله بالكامل؛ بعض اللوحات تقسمه إلى جزأين. كما أن مسارات التغذية على الجانبين لا تكون متصلة ببعضها تلقائيًا.
يمكنك التحقق من هذه الاتصالات بوضع الاستمرارية في جهاز الملتيميتر، مع فصل التغذية عن اللوحة.
أول تجربة: تشغيل مصباح LED
سنستخدم لوحة Arduino Uno R3 كمصدر تغذية لدائرة صغيرة، دون الحاجة إلى كتابة برنامج في هذه التجربة.
المكونات المطلوبة
| المكوّن | العدد |
|---|---|
| لوحة Arduino Uno R3 | 1 |
| لوحة تجارب | 1 |
| مصباح LED أحمر عادي | 1 |
| مقاومة 330 أوم | 1 |
| أسلاك توصيل | حسب الحاجة |
| كابل USB مناسب | 1 |
خطوات التوصيل
افصل كابل USB عن الأردوينو قبل البدء، ثم:
- صِل منفذ 5V في الأردوينو بخط التغذية الموجب في لوحة التجارب.
- صِل منفذ GND بخط التغذية السالب.
- ضع طرفي LED في مجموعتي توصيل منفصلتين.
- صِل مقاومة 330 أوم بين خط التغذية الموجب والطرف الموجب للـLED.
- صِل الطرف السالب للـLED بخط الأرضي.
- راجع التوصيلات، ثم وصّل الأردوينو بالكمبيوتر عبر USB.
مسار الدائرة هو:
5V ← مقاومة 330 أوم ← LED ← GND
في مصباح LED جديد غير مقصوص الأرجل، تكون الرجل الأطول عادةً هي الموجب، ويشير الجانب المسطح من جسمه عادةً إلى السالب. راجع بيانات القطعة إذا لم تكن العلامات واضحة.
لا توصّل LED مباشرة بين 5V وGND دون مقاومة لتحديد التيار.
لماذا قد لا يضيء المصباح؟
قبل استبدال القطع، افصل التغذية وراجع هذه النقاط:
- اتجاه LED: قد تكون قطبيته معكوسة.
- موضع الأرجل: وضع الطرفين في المجموعة المتصلة نفسها يمنع التوصيل الصحيح.
- مسار التغذية: ربما تستخدم جزءًا غير متصل من الخط الجانبي.
- ثبات الأسلاك: قد يكون أحد الأطراف مرتخيًا أو غير مدخل جيدًا.
- قيمة المقاومة: استخدام مقاومة كبيرة جدًا قد يجعل الإضاءة ضعيفة.
غيّر عاملًا واحدًا في كل مرة لتعرف سبب المشكلة.
استخدم الأحمر للتغذية والأسود للأرضي، واجعل الأسلاك قصيرة قدر الإمكان. اترك مسافة مناسبة بين القطع، وافصل التغذية قبل تحريك أي سلك.
لوحة التجارب مناسبة للتجارب منخفضة الجهد والتيار، وليست لتوصيل كهرباء المنزل أو تغذية الأحمال ذات التيار العالي.
افهم التوصيل قبل إضافة المزيد من القطع
القدرة على قراءة التوصيلات الداخلية للـBreadboard تختصر كثيرًا من أخطاء البداية. بعد نجاح دائرة LED، يمكنك إضافة زر للتحكم في الإضاءة، ثم الانتقال إلى التحكم بها من خلال برنامج على الأردوينو.
في رقميات، نبدأ بالأساسيات التي تساعدك على بناء مشروع تفهمه وتستطيع تطويره بنفسك.