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Wie funktioniert ein Steckbrett?
- Elektronische Schaltung auf einem Steckbrett
- © Projektlabor TUB
Die Fertigung einer kompletten Platine vom Layout übers Ätzen bis hin zum Bestücken ist eine ziemlich zeitaufwendige Angelenheit. Zum grundlegenden Testen eines Schaltungsentwurfes bieten sich deshalb Steckbretter (im Englischen breadboards genannt) an, bei denen ein Großteil dieses Aufwands entfällt. Andererseits bringen sie einige Vorgaben und Beschränkungen mit sich, die man kennen sollte.
Aufbau
Steckbretter gibt es in verschiedenen Ausführungen. Dennoch ist der grundlegende Aufbau identisch und läßt sich üblicherweise in folgende drei Teile zerlegen:
- ein langer Bus am Rand für die Spannungsversorgung (größere Steckbretter haben meist zwei dieser Busse: einen auf der linken Seite, einen auf der rechten),
- mehrere Lochreihen in der Mitte zum Stecken der Bauelemente (üblicherweise Rastermaß 2,54 mm),
- Steckerbuchsen für die Spannungsversorgung oder zusätzliche Signale (meistens Bananen-/Büschelstecker)
- Schematische Darstellung eines Steckbretts
- © Projektlabor TUB
Wichtig zu wissen ist nun, daß einige der Löcher auf dem Steckbrett untereinander leitend verbunden sind. In der schematischen Darstellung des Steckbretts sind diese Verbindungen in Grau eingezeichnet. Im Versorgungsbus verlaufen sie in zwei parallelen Spalten von oben nach unten, während in der Mitte des Steckbretts jeweils 5 Löcher horizontal zu einer Zeile zusammengefaßt sind.
Zwischen zweien dieser Zeilenblöcke verläuft ein größerer Spalt. An dieser Stelle können DIP-ICs (Integrierte Schaltkreise in Dual-Inline-Bauform) auf das Brett gesteckt werden. Die eine Reihe der Beinchen steckt dann links neben dem Spalt und die andere rechts davon (siehe obiges Foto).
Andere Bauteile wie z. B. Widerstände, Kondensatoren oder Transistoren können an beliebiger anderer Stelle innerhalb der Blöcke eingebaut werden. Um sie untereinander zu verbinden, kann man entweder jeweils ein Bein der Bauteile in eine gemeinsame Zeile stecken oder – für längere Wege – mit Drahtbrücken arbeiten.
Versorgungsspannung
Netzteile können über die Steckerbuchsen oberhalb des eigentlichen Steckbretts angeschlossen werden. Diese Buchsen müssen vorher etwas lockergeschraubt werden, um einen an den Enden abisolierten Draht zwischen den Plastikaufsatz und den darunterliegenden Metallkonkakt zu klemmen. Dieser Draht führt dann von der Buchse zum Versorgungsbus an den Rändern des Steckbretts.
Tip: Manche Steckbretter haben keinen durchgehenden Versorgungsbus auf der ganzen Länge. Nicht alle Löcher sind hier von oben bis unten durchkontaktiert, sondern z. B. nur bis zur Hälfte des Steckbretts. Wer auch die untere Hälfte des Busses benutzen will, muß natürlich vorher mit kurzen Drahtstücken für Verbindung sorgen. Falls also der Aufbau nicht funktioniert, erstmal überprüfen, ob wirklich alle Bauelemente an der Spannungsversorgung hängen.
Einschränkungen
Zum Aufbauen und Testen von Prototypen sind Steckbretter meist eine zeitsparende Alternative zu kompletten Platinen. Allerdings ist ihr Einsatzbereich, bedingt durch den Aufbau, beschränkt:
- ICs kommen im Prinzip nur als DIP in Frage. Insbesondere SMD kann ohne zusätzliche Adapter nicht verwendet werden.
- Bauteile wie z. B. zweireihige Stecker können nicht verwendet werden, weil die zeilenweise Durchkontaktierung auf dem Steckbrett fest vorgegeben ist. Es käme hier sonst zu Kurzschlüssen.
- Die Steckbretter sind in der Regel nicht für große Spannungen und Ströme ausgelegt.
- Die Schaltungen werden mit wachsender Größe auf dem Steckbrett sehr schnell unübersichtlich.
- Die Steckbretter sind wegen ziemlich großer parasitärer Kapazitäten an den Steckkontakten nicht geeignet für hohe Frequenzen. Hochgenaue Filter lassen sich deswegen auch nicht zuverlässig betreiben.