ඉලෙක්ට්‍රෝනික්ස් IV (Electronics) - 11

අතිරේකය 1 – Breadboard

පරිපථ නිර්මාණයේදී ඉතාම වටිනා කාර්යක් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් විසින් සිදු කරයි. පාන් කැපීමේදී පාන් ගෙඩිය තබා ගන්නා ලෑල්ල/ප්ලාස්ටික් කෑල්ල වැනි පෙනුමක් තිබෙන කොටසක් යොදා ගත් නිසා සමහරවිට මීට එම නම ලැබී තිබෙන්නට පුලුවන. ඇත්තටම බ්‍රෙඩ්බෝඩ් ක්‍රමය පටන් ගැන්මේදී “පාන් ලෑලි” මත ඇන ගසා උපාංග සෙලවීම නවතා පහත රූපයේ ආකාරයට තමයි පරිපථ සාදා තිබෙන්නේ. 

 

ඉලෙක්ට්‍රොනික් උපාංග කිසිවක් පාස්සන්නේ නැතිව යම් පරිපථයක් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක් මත එකලස් කළ හැකිය. එනිසාම ඊට solderless breadboard යන දිගු නමද භාවිතා වේ. විවිධ වර්ණයෙන් හා ප්‍රමාණවලින් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් ලබා ගත හැකියි.

සාමාන්‍යයෙන් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක් මත ස්ථිරව පරිපථ සාදන්නේ නැත. නිර්මාණය කරපු යම් පරිපථයක් ඇත්තටම ප්‍රායෝගිකව වැඩ කරනවාදැයි තාවකාලිකව සොයා බැලීමට එය භාවිතා කළ හැකිය. තවද, ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් ඉගෙනීමේදී පරිපථ සාදා අත්හදා බැලීමටද ඉන් හැකිය. කඩදාසියක හෝ පරිගනක තිරයක ඇඳ ඇති යම් පරිපථයක් ඉක්මනින්ම ප්‍රායෝගිකව තාවකාලිකව සාදා අත්හදා බැලීම prototyping ලෙස හැඳින්වේ. එනිසාම, සමහරෙකු මීට prototype board යන නමද ව්‍යවහාර කරනවා. එහෙත් ඇත්තටම ප්‍රොටෝටයිප් බොඩ් යන්නට බ්‍රෙඩ්බෝඩ්වලට අමතරව තවත් එවැනි බෝඩ් කිහිපයක්ද ඇතුලත් වේ (ඒ කියන්නේ ප්‍රොටෝටයිප් බෝඩ් යනු බ්‍රෙඩ්බෝඩ් යන්නට වඩා පුලුල් වචනයක්).

බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක් යොදා නොගත්තේ නම්, උපාංග බොහෝවිට පෑස්සීමට සිදු වේ. එවිට එකම උපාංගය නැවත නැවත යොදා ගෙන පරිපථ සෑදීමට නොහැකි වේවි. මෙවිට සමහරෙකු පවසාවි පාස්සන්නේ නැතිව උපාංගවල අග්‍ර වයර් මඟින් “ගැට ගසා” පරිපථය සෑදිය හැකියි කියා. උපාංග තුන හතරක් විතර තිබෙන විට එය කළ හැකි වුවත්, උපාංග ගණන වැඩි වන විට එය කළ නොහැකිය; යම් උපාංගයක් අල්ලන විට (සෙලවෙන විට) ඊට ගැට ගසා තිබෙන වයර් ඇදී තවත් උපාංග එහා මෙහා වී වයර් ෂෝට් වී පරිපථ කොටස් විනාශ වීමට බොහෝ ඉඩකඩ ඇත.

එහෙත් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක් භාවිතා වන විට උපාංග බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකෙහි ඇති සිහින් සිඳුරු තුලට සවි කරන නිසා, උපාංග සෙල වෙන්නේ නැතිව දෘඩව පවතී. එනිසා උපාංග අග්‍ර එකිනෙකට ෂෝට් වන්නේ නැත.

විශේෂිත ප්ලාස්ටික් වර්ගවලින් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් සාදයි. එහි එක් පැත්තක සිඳුරු (perforations) ඇත. උපාංගවල අග්‍ර ඇතුලු කරන්නේ (plugging) මෙම සිඳුරු තුලිනි (එනිසාම, බ්‍රෙඩ්බෝඩ්වලට plugboard කියාද කියනවා) . මෙම ප්ලාස්ටික් කැබැල්ලේ ඇති සිඳුරුවලට යටින් ලෝහමය කොටස් (clips) තිබෙනවා අර උපාංගවල ලෝහමය අග්‍ර තදින් අල්ලා ගන්නට. මෙම සිඳුරුවලට tie points හෙවත් contact points කියාද කියනවා. මෙම ටයි පොයින්ට් සියල්ලම බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එක අභ්‍යන්තරයෙන් යම් සරල රටාවකට එකිනෙකට සම්බන්ද වෙනවා.

බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එක මත දික් අතට මැදින් සිහින් හතරැස් කානුවක් (center divider) තිබෙනවා. ඉන්පසු සිඳුරු පේලි (terminal strip) බොහෝ ගණනක් එම කානුව දෙපස පවතිනවා. සාමාන්‍යයෙන් ඒ සෑම එක් පේලියක සිඳුරු ටික (සාමාන්‍යයෙන් පේලියක සිඳුරු 5ක් තිබේ) විද්‍යුත් වශයෙන් සම්බන්ද වේ.

මැද කානුවට දෙපැත්තේ එක එල්ලේ තිබෙන ළඟම සිඳුරු දෙක අතර දුර සකසා තිබෙන්නේ අයිසීවල පින් ඊට ගාණට සවි වන අයුරිනි. විවිධාකාරයේ පැකේජ තුල අයිසී පවතී. ඉන් dual inline package (DIP) යන ආකාරයෙන් එන අයිසී පහසුවෙන්ම බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක මැද කානුව දෙපස සවි කර ගත හැකියි. බොහෝ අයිසී නිපදවන්නේ එහි පින් අතර සම්මත දුරක් පිහිටන සේය. පින් අතර එම දුර lead pitch ලෙස හැඳින්වේ (තාක්ෂණයේදී එක ළඟ ඇති, සලකා බලනු ලබන යම් ස්ථාන දෙකක් අතර ඇති දුර pitch යන නමින් හැඳින්වේ). බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකේ සිඳුරු අතර දුරද මෙම සම්මත පිච් එකටයි සාදා තිබෙන්නේ. එය අඟල් 0.1 හෙවත් මිලිමීටර් 2.54 කි. තවද, ඩිප් පැකේජ් ආකාරයෙන් එන අයිසීවල පින් පේලි දෙක අතර දුරද සාමාන්‍යයෙන් සම්මත දුරකිනුයි තබන්නේ. බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකේ කානුව දෙපස පින් සකසා තිබෙන්නේද මෙම අයිසී පලලට සමාන දුරිනි. මෙමඟින් සෑම ඩිපි අයිසී එකක්ම බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක සවි කිරීමට හැකි වෙනවා.

සමහරවිට ඩිප් අයිසීවල පින් පේලි මඳක් ඇතුලට හෝ පිටතට නැමී තිබීමට හැකිය. එවිට, ට්වීසරයකින් හෝ උල් අඬුවකින් තනි තනි පින් එක ගානට කෙලින් කළ හැකිය (නැතිනම් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකට අයිසී එක සවි කිරීමට නොහැකි වේවි). ඩිප් අයිසී එකක පින් සියල්ල එකවර කෙලින් කරන සරල ටූල් ඇත (ඔබටම එවැන්නක් සාදා ගතද හැකියි). මෙම ටූල් IC pin straightener ලෙස හැඳින්වේ.

කුඩා බ්‍රෙඩ්බෝඩ්වල ඉහත ආකාරයට මැද කානුව දෙපස සිඳුරු පේලි (ටර්මිනල් ස්ට්‍රිප්) ගණනාවක් පවතී. එහෙත් ටයි පොයින්ට් ගණන වැඩි බ්‍රෙඩ්බෝඩ්වල මීට අමතරව බෝඩ් එකේ දෙකෙළවර තවත් පොයින්ට් පේලි 2 බැඟින් පිහිටයි. මෙම පේලි (bus strip) බෝඩ් එකේ දික් අතටයි පවතින්නේ. බෝඩ් එකේ මැද කොටසේ තිබෙන සිඳුරු භාවිතා කෙරෙන්නේ රෙසිස්ටර්, අයිසී, ට්‍රාන්සිස්ටර් ආදි උපාංග සවි කිරීමට වුවත්, මෙම දික් පේලි (බස් ස්ට්‍රිප්) යොදා ගැනෙන්නේ පරිපථයට අවශ්‍ය ධන හා භූගත (ඍන) විදුලි සැපයුම් සම්බන්ද කිරීමටයි. එනිසා power rail යන නමින්ද මෙම පේලි හැඳින්විය හැකිය.

සාමාන්‍යයෙන් මෙම බස් ස්ට්‍රිප් දෙක අසලින් රතු පාටින් හා නිල් (හෝ කලු) පාටින් ඉරි ගසා තිබෙනවා (+ හා - ලකුණුද සහිතව). රතු පාට ඉර දිගේ තිබෙන සියලු සිඳුරු එකිනෙකට සම්බන්ද වේ; එලෙසම නිල් පාට ඉර දිගේ තිබෙන සිඳුරුත් එකිනෙකට සම්බන්ද වේ. රතු පාට සිඳුරු ඔස්සේ ධන විදුලියද, නිල් පාට ඉර දිගේ ඍන විදුලියද ගමන් කරවයි. මෙහිදී ඔබ කරන්නේ, බැටරියේ ධන අග්‍රයට සම්බන්ද කරපු කුඩා වයරයක් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකේ රතු පාට ඉරේ ඇති ඕනෑම සිඳුරක් තුලට කනෙක්ට් කිරීමයි. එවිට, එම පේලියේ සෑම සිඳුරකින්ම ධන විදුලිය ලැබේ. එලෙසම නිල් ඉරේ ඕනෑම සිඳුරකට බැටරියේ ඍන අග්‍රය සම්බන්ද කරන්න.

 

ඇත්තටම රතු ඉරට ධනද නිල් ඉරට ඍනද සම්බන්ද කරන්න යැයි කිව්වේ එය සම්මත ක්‍රමය නිසා (රතු පාට ධන බව අප කවුරුත් දන්න දෙයක්නෙ). එහෙත් ඔබට කැමති නම් රතු පාටට ඍනද නිල් පාට සිඳුරුවලට ධන විදුලියද සම්බන්ද කළ හැකියි. එහෙත් සම්මතයන් අනුගමනය කිරීමෙන් කාටත් වාසි මිස අවාසි නැත.

බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එක දෙපසම මෙලෙස රතු නිල් ඉරි සහිතව බස් ස්ට්‍රිප් දෙක බැඟින් තිබෙනවානෙ. එක පැත්තකට සිඳුරු පේලියට ධන හා ඍන විදුලිය සම්බන්ද කළද, බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකේ අනිත් පැත්තේ රතු හා නිල් සිඳුරු පේලිවලට බලපෑමක් ඇති නොවේ. අවශ්‍ය නම්, වම් පැත්තේ හා දකුණු පැත්තේ සිඳුරු දෙකක් එකිනෙකට වයර් කැබැල්ලකින් සම්බන්ද කරමින් දෙපැත්ත එකිනෙකට කනෙක්ට් කළ හැකියි (පහත රූපයේ රතුපාටින් රවුම් කර තිබෙන කොටස බලන්න). දෙපැත්තකටම එකම වැඩේ කරන පේලි 2 බැඟින් හඳුන්වා දී තිබෙන්නේ පහසුව පිනිසය. මැද කානුවට වම් පැත්තේ උපාංගවලට වම් පැත්තෙන්ද, දකුණු පැත්තේ උපාංගවලට දකුණු පැත්තෙන්ද පහසුවෙන් විදුලි සැපයුම් කනෙක්ට් කළ හැකි වෙනවා.

බ්‍රෙඩ්බෝඩ්වල විවිධත්වයක් පවතිනවා. සමහර ඒවායේ ඉහත විස්තර කළ පරිදි ධන බස් ස්ට්‍රිප් එක හා ඍන බස් ස්ට්‍රිප් එක එක දිගටම තනි ඒකකයක් ලෙස සම්බන්දව පවතී. එහෙත් තවත් සමහර බෝඩ්වල තනි ඒකකයක් ලෙස නොව, ඒකක දෙකක් ලෙස ඒවා සාදා තිබේ. එනිසා මල්ටිමීටරයකින් චෙක් කර බලන්න තමන්ගේ බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එක කුමන ජාතියේ එකක්ද කියා (එය නොදැන සිටියොත් කරදර සිදු වේවි). රතු හා නිල් තනි ඉරි කැබැලි දෙක වෙනුවට, විද්‍යුත් වශයෙන් සම්බන්ද නොවී(බිඳී ) තිබෙන තැන එම පාට ඉරි කැබැලිද කඩා පෙන්වා තිබේවි. ඉහත රූපයේ පෙන්වන බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකේ පවර් රේල් හඟවන නිල් හා රතු දික් ඉරි කැබැලි මැදින් ඛණ්ඩනය වී තිබෙන අතර, කුඩා වයර් කැබැලි 4ක් මඟින් එක් එක් කොටස් යුගලයන් සම්බන්ද කර ඇති හැටිද බලන්න (කොල පාට රවුම්වලින් පෙන්වා ඇත).

බොහෝ බ්‍රෙඩ්බෝඩ්වල බස් ස්ට්‍රිප් කොටස් වෙන් කර ගලවා දැමිය හැකි පරිදි සකස් කර තිබෙනවා. හොඳින් බලන්න ඔබට පෙනේවි එම කොටස් ගලවන ආකාරය. යට තිබෙන ස්ටිකර් කොටස තරමක් ගලවා, ප්ලාස්ටික් කොටස් එකිනෙකට සවිමත්ව සම්බන්ද කරන “ටැබ්” වලින් ගලවා ගත හැකිය. බ්‍රෙඩ්බෝඩ් ගැන රූප මඟින් ඉගෙන ගත නොහැකිය; රුපියල් තුන් හාරසියක් වැනි මුදලකට ලොකු (ටයිපොයින්ට් 800ක් පමණ තිබෙන) බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක් මිලදී ගන්න.

සාමාන්‍යයෙන් විශාල තනි බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක ටයිපොයින්ට් 800 ගණනක් ඇත. ඊටත් වඩා විශාල පොයින්ට්/සිඳුරු ගණනක් අවශ්‍ය නම් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් කිහිපයක් එකට සවි කර ගත හැකිය. ඒ සඳහා ඉහත බස් ස්ට්‍රිප් ගැලවීමට හා සවි කිරීමට යොදා ගත් ටැබ් ක්‍රමයම යොදා ගැනේ. එක් එක් නිෂ්පාදකයා මෙම ටැබ් කොටස් එකම ස්ථානයේ තිබෙන පරිදි ඒවා නිර්මාණය නොකරන නිසා, සමහරවිට විවිධ නිෂ්පාදකයන්ගෙන් මිලදී ගත් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් දෙකක ටැබ් එකිනෙකට සමපාත නොවීමට පුලුවන.

සැමවිටම උපාංග බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකේ සිඳුරු තුලට සවි කිරීමෙන් පමණක් පරිපථයක් ඒ මත එකලස් කර ගත නොහැකිය. අමතරව කුඩා වයර් කැබැලිද අවශ්‍ය වෙනවා. මෙවැනි වයර් jumper wire ලෙස හැඳින්වේ. රුපියල් 100කට, එකක් අඩි භාගයක් දිගකින් යුතු, විවිධ වර්ණවලින් යුතු, ජම්පර් වයර් තිහ හතලියක් පමණ මිල දී ගත හැකිය (වයරයේ දිග වැඩි වන විට මිලද වැඩි වේ; අඩියක් දිග ජම්පර් වයර් මීට වඩා තරමක් මිල වැඩි එනිසාය). කඩෙන් මිලදී ගන්නා මෙවන් ජම්පර් වයර්වල කෙලවරවල සිහින් ලෝහ කූරු ඇත; එනිසා පහසුවෙන් බ්‍රෙඩ්බෝඩ් සිඳුරු තුලට ඒවා බැස්සවිය හැකිය.

ජම්පර් වයර් ආකාර කිහිපයකින්ද ඇත. එක් වර්ගයකදී වයරයේ දෙකෙලවරම තිබෙන්නේ සිහින් කූරුය. ඒවා male-to-male (M-M) jumper ලෙස හැඳින්වේ. තවත් ආකාරයක් තිබෙනවා දෙකෙලවරම තිබෙන්නේ සිහින් කූරු/පින් බැස්සවිය හැකි සිඳුරුය. මේවා female-to-female (F-F) jumper නමි. තවත් ආකාරයක් තිබෙනවා, එක් කෙලවරක කූරක්ද අනෙක් කෙලවර සිඳුරක්ද සහිතව. මේවා male-to-female (M-F) jumper නම් වේ.

ෆීමේල් කනෙක්ටර් මඟින් ජම්පර් වයර් කිහිපයක් එකිනෙකට කනෙක්ට් කර දිග ජම්පර් වයර් සෑදීමට හැකිය. තවද, බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකේ සිඳුරු තුලට පින් බස්සවන්නේ නැතිව, පිටත සිට යම් යම් උපාංග බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකට කනෙක්ට් කරන්නටත් m-f jumper යොදා ගත හැකිය.

එහෙත් මේල්ටුමේල් ජම්පර් නම් තමන්ටම ඉතා පහසුවෙන්ම සාදා ගතද හැකිය. ඒ සඳහා තරමක් ගනකම් (නැමෙන්නේ නැති) තනි මැද කම්බියක් (solid) තියෙන වයරයක් ගෙන, සෙන්ටිමීටරයක් පමණ සුද්ද කර ගත හැකියි. තමන්ට අවශ්‍ය දිගින් යුතුව එම ජම්පර් වයරය සාදා ගත හැකියි.

බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක අවාසිද කිහිපයක් ඇත. අධික ධාරාවන් (1A ට වැඩි), අධික වෝල්ටියතාවන් (15V ට වැඩි), හා අධික ජවයන් (5W ට වැඩි) සහිත පරිපථ ප්‍රොටෝටයිප් කිරීමට එය සුදුසු නැත. තවද, අධිවේගවත් සංඥා (සංඥා සංඛ්‍යාතය ඉතා ඉහල) සහිත පරිපථද (10MHz ට වඩා වැඩි) ප්‍රොටෝටයිප් කිරීමට සුදුසු නැත (ඊට හේතුව ඉහල ස්ට්‍රේ අගයන් පැවතීමය - සිඳුරු අතර විශාල ස්ට්‍රේ කැපෑසිටන්ස් පවතී; තවද උපාංගවල අග්‍ර කොට කරන්නේ නැති නිසා එම අග්‍රවලින් ස්ට්‍රේ ඉන්ඩක්ටන්ස් ඇති වේ). තවද, උපාංග ගණන ඉතා විශාල වන විටත් (එනම් ඉතා සංකීර්ණ පරිපථ සඳහාත්) බ්‍රෙඩ්බෝඩ් සුදුසු නැත.

තවද, SMD චිප්, හා ඩිප් පැකේජය නැතිව වෙනත් ආකාරවලින් එන අයිසී වර්ග බ්‍රෙඩ්බෝඩ්වල පහසුවෙන් සවි කළ නොහැකිය. එහෙත් මෙවන් ඍජුවම සපෝට් කරන්නේ නැති උපාංග බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකකට ගැලපෙන සේ සකසන්නට හැකි adapter වර්ග සාදා තිබේ. පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ එස්එම්ඩී අයිසී එකක් සඳහා වූ ඇඩැප්ටර් එකකි.

ඩිප් අයිසී එකක් සවි කළ හැක්කේ හා යුත්තේ බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකේ කානුව මැදි කොට ගෙනය. රෙසිස්ටරයක්, කැපෑසිටරයක්, ඉන්ඩක්ටරයක්, ඩයෝඩයක් ආදී උපාංගයක පින් දෙක එකම ස්ට්‍රිප් එකක සිටින සේ සවි කරන්නේ නැත; එවිට එම උපාංගයේ පින් ෂෝට් වේ. හැමවිටම වෙනස් ස්ට්‍රිප් දෙකක යම් උපාංගයක අග්‍ර ඇතුලු කළ යුතුය. එහෙත් මැද කානුව දෙපස එක එල්ලේ ඇති සිඳුරු එකිනෙකට විද්‍යුත් වශයෙන් සම්බන්ද නොවන නිසා, එවැනි සිඳුරු දෙකක් තුලටද උපාංගයක පින් දෙක බැස්සවිය හැකිය.

සමහරවිට 5කට වැඩි පින් ගණනක් එකිනෙකට සම්බන්ද කිරීමට තිබිය හැකිය. එහෙත් එක් ස්ට්‍රිප් එකක සාමාන්‍යයෙන් තිබෙන්නේ සිඳුරු 5කි. එවිට, එකම සිඳුරකට අග්‍ර/කූරු දෙකක් ඇතුලු කිරීමට සිතේවි. එහෙත් එසේ නොකර ජම්පර් වයර් එකකින් තවත් ස්ට්‍රිප් එකක් ඒ සඳහා යොදා ගත හැකිය.